某煤巷支护方案的效果分析及改进方向探讨

第３９卷第３２期　・６０・　２　０　１　３年１　１月　山　西　建　筑　ＳＨＡＮＸＩ　ＡＲＣＨｎ＇ＥＣＴＵＲＥ　Ｖｏｌ＿３９　Ｎｏ．３２　ＮＯＶ．　２０１３　

文章编号：１００９—６８２５（２０１３）３２—００６０—０２　

某煤巷支护方案的效果分析及改进方向探讨　

粱文明　

（汾西矿业集团新柳煤业公司，山西吕梁０３２０００）　

摘要：在对某煤巷原方案矿压观测的基础上，对煤业运输巷支护现状进行了分析，并针对原方案存在的不足，提出了后续优化方　

案改进的方向为控制顶板离层，同时运用ＦＬＡＣ进行了方案优选，进而确定了适合该煤巷的相对较优的支护方案。　

关键词：煤巷，支护方案，优化，参数　

中图分类号：ＴＤ３５３　文献标识码：Ａ　

０　引言　

煤巷的支护工作一直是煤矿进行安全生产的重点和难点，煤　

矿支护参数的合理与否对煤矿的正常生产会产生重大影响，所以　

对支护方案和参数的支护效果分析就显得非常有必要。只有支　

护效果进行总结分析之后，对于支护方案和参数的改进才能有的　

放矢，达到优化支护效果，使得煤矿的安全生产获得保障　．２　Ｊ。所　

以，进行煤巷支护参数的优化研究对提高煤巷支护安全具有重要　

意义　。本文在对原方案矿压观测的基础上，对某煤业运输巷　

支护现状进行了分析，并针对原方案存在的不足，提出下步改进　

方向。　

１支护方案参数　

本研究以某煤业公司大断面运输巷为研究对象，进行大断面　

煤巷支护参数研究。运输巷所处３号～５号煤煤层巷道原支护方　

案顶锚杆采用　２　ｍｍ　Ｘ　２　４００　ｍｍ左旋无纵筋螺纹钢锚杆，间排距　

为９００　ｍｍ×１　０００　ｍｍ，锚索采用“三二三”布置，规格为　１７．８　ｍｉｌｌ×　

８　３００　ｍｌｎ，排间距为２　０００　ｍｍ×２　０００　ｍｍ。左帮采用　ｍｍ×　

２　２００　ＩＢｍ左旋螺纹玻璃钢锚杆，间排距为１　２００　ｍｍ×１　０００　ｍｍ。　

右帮采用＋２２　ＩＴＩＩＴＩ×２　４００　ＩＢｍ左旋无纵筋螺纹钢锚杆，间排距为　

１　２００　ｍｍ×１　０００　ＩＢｍ。巷道两上肩窝处分别补打锚杆，规格同顶　

板锚杆。支护方式如图１，图２所示。　

２矿压观测及结果　

运输巷的原支护方案设计通过工程类比分析与理论计算分　

析的方法设计，但是这些还不能保证设计的参数之问能够合理匹　

配，并且做到经济和有效。因此，为弄清原支护方案的支护效果，　

我们对其巷道进行表面位移观测、巷道顶板离层监测、锚杆（索）　

受力监测。　

如图３所示，表面位移观测表明，巷道开挖之处顶底板的收　敛速率在支护后前９天要快于两帮收敛率，第９天以后收敛速率开　始变慢，两帮在第１５天基本达到稳定，而顶底板还有稍微变化。　

最终，顶板的收敛量为５７Ⅱｕｎ小于两帮的收敛量７２　ｍｉｌｌ。　

图１原方案两帮支护剖面图　

如图４所示，通过对巷道顶板４个地点的观测数据进行分析　

统计可知，顶板的离层范围在１８哪一３１．６　ｍｍ。　

图２支护方案顶板支护平面图　

如图５所示，通过对顶板及两帮的锚杆锚固力进行观测，发　

现顶板最大锚杆的锚固力８７　ｋＮ大于两帮的最大锚固力６８　ｋＮ。　

３矿压观测结果分析及改进方向　

通过对支护方案的矿压观测数据分析，可以得到如下结论：　

１）在运输巷所处地质条件下，顶底板的收敛速度要快于两帮　

与理论不相符。６）对于此种类型粉质粘土，采用反复剪切得出的　

残余粘聚力，残余内摩擦角数值意义不大。　

参考文献：　［１］ＧＢ／Ｔ　５０１２３－１９９９，土工试验方法标准［ｓ］．　

［２］杨晓东．从剪切试验分析滑坡机理［Ｊ］．山西建筑，２００７，３３　

（１３）：１２０．　

Ｏｎ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　ｒｅｐｅａｔｅｄ　ｓｈｅａｒ　ｔｅｓｔｓ　

ＹＡＮＧ　Ｘｉａｏ・ｄｏｎｇ　

（Ｓｈａｎｘｉ　Ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｔａｉｙｕａｎ　０３００２４，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｆｒｏｍ　ｔｈｅ　ａｓｐｅｃｔ　ｏｆ　ｔｅｓｔｓ，ｔｈｅ　ｐａｐｅｒ　ｒｅｓｅａｒｃｈｅｓ　ｔｈｅ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｒｅｐｅａｔｅｄ　ｓｈｅａｒ　ｔｅｓｔ，ｕｎｄｅ￣ａｋｅｓ　ｔｈｅ　ｉｎｄｏｏｒ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｏｒｉｇｉｎａｌ　ｄａｔａ　

ｏｆ　ｔｈｅ　ｓｈｅａｒ　ｔｅｓｔ　ｗｉｔｈ　ｖａｒｉｏｕｓ　ｓｅｔｓ　ｏｆ　ｄａｔａ，ａｎｄ　ｃｏｎｃｌｕｄｅｓ　ｂｙ　ｔｈｅ　ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ　ｔｈｅ　ｒｅｌｅｖａｎｃｅ　ａｍｏｎｇ　ｄａｔａ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ａｄｖａｎｔａｇｅｓ　ａｎｄ　ｄｉｓａｄｖａｎｔａｇｅｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　

ｔｅｓｔ　ｍｅｔｈｏｄｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｒｅｐｅａｔｅｄ　ｓｈｅａｒ　ｔｅｓｔ，ＳＯ　ａｓ　ｔｏ　ｐｒｏｖｉｄｅ　ｓｏｍｅ　ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ　ｆｏｒ　ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　ｐｅｒｓｏｎｎｅ１．　

Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｒｅｐｅａｔｅｄ　ｓｈｅａｒ　ｔｅｓｔ，ｃｏｈｅｓｉｖｅ　ｆｏｒｃｅ，ｉｎｔｅｒｎａｌ　ｆｒｉｃｔｉｏｎ　ａｎｇｌｅ，ｓａｔｕｒａｔｅｄ　ｓｉｌｔ　ｃｌａｙ　

收稿日期：２０１３—０９—０６　作者简介：梁文明（１９７１一），男，

工程师　第３９卷第３２期　２　０　１　３年１　１月　山　西　建　筑　ＳＨＡＮＸＩ　ＡＲＣＨＩＴＥＣ　丌ＪＲＥ　Ｖ０１．３９　ＮＯ．３２　Ｎｏｖ．　２０１３　・６１・　

文章编号：１００９—６８２５（２０１３）３２—００６１—０３　

基于频率摄动理论识别基桩结构的完整性研究　

唐军吴红升　

（太原市市政工程设计研究院，山西太原０３０００２）　

摘要：以摄动理论为基础建立基桩结构计算模型，用Ｍａｆｌａｂ编制有限元程序，根据结构损伤前后频率的变化来对基桩损伤进行　

定位，并计算损伤程度，由计算结果可知，采用摄动理论既可识别基桩损伤位置，也能定量求其损伤程度。　

关键词：基桩，摄动理论，损伤识别　

中图分类号：ＴＵ４７３．１　文献标识码：Ａ　

０　引言　

基桩桩身经常存在着缺陷（夹泥、离析、缩径等），混凝土灌注　

桩在实际工程中这一问题更为突出。若能及时发现这些缺陷，对　

损伤位置和损伤程度进行判断，则对保证结构运行具有重要意义。　

通过损伤前后动力特性的变化识别结构损伤是一种简便、快　

收敛速度，两帮的稳定要先于顶底板，但是顶底板的收敛量要小　

于两帮的收敛量。　

ｉ誊　

錾　

喜　

鉴　

置　时间，ｄ　图３巷道围岩收敛图　

ｌ号　２号　３号　４号　

时间，ｄ　图４巷道顶底板离层情况　

２）顶板的离层范围在偏大，影响巷道的正常使用和安全。　

３）巷道锚杆承受的压力顶板要大于两帮，两帮压力变化比较　

均匀，而顶板压力有陡增后稳定的趋势。　通过对检测结论的分析，在保证巷道整体稳定性的前提下，　

重点的优化改进方向主要有：　速的方法，也是业界研究热点。目前损伤敏感参数主要有阻尼　

比、模态、应变能、频率等，此类参数中按动力测试容易获得且准　

确度较高的是固有频率及模态，低阻尼结构固有频率测试准确度　

可在０．１％，模态识别精度可达１０％左右，因此把固有频率作为损　

伤敏感参数是极佳选择。　

重　

回　据　

时间，ｄ　图５巷道锚杆锚固力情况　

１）控制顶板离层，主要注意顶板压力变化，需要对锚索的布　

置方式进行调整。　２）通过ＦＬＡＣ如进行多个方案的数值模拟计算，并对模拟方　

案进行比较分析，进而提出该煤巷的相对较优的支护方案。　

３）优化方案的经济合理，也是有待验证的问题。　

参考文献：　［１］任浩源，张伟，杨日丽，等．ＦＬＡＣ数值模拟分析煤岩体巷　

道的稳定性［Ｊ］．陕西煤炭，２０１２（３）：２２－２４．　

［２］　刘倡清．软弱煤巷支护优化设计ＦＬＡＣ模拟［Ａ］．西部矿山　

建设工程理论与实践［ｃ］．２００９．　

［３］　徐青云，黄庆国，刘学文．破碎顶板煤巷支护参数优化及工　

程实践［Ｊ］．煤炭科学技术，２０１２（６）：２２－２５．　

［４］　尹志龙，田春光，杨晓杰．深部软岩巷道支护设计优化与监　

测分析［Ｊ］．山西建筑，２０１２，３８（２Ｏ）：６２－６４．　

［５］　贺海峰．煤巷支护参数分析及工程实践［Ｊ］．山东煤炭科技，　

２０１３（１）：４２．４４．　

Ｄｉｓｃｕｓｓｉｏｎ　ｏｎ　ｅｆｆｅｃｔ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ａｎｄ　ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ　ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ａ　ｃｏａｌ　ｒｏａｄｗａｙ　ｓｕｐｐｏｒｔ　ｓｃｈｅｍｅ　

ＬＩＡＮＧ　Ｗｅｎ－ｍｉｎｇ　

（Ｘｉｎｌｉｕ　Ｃｏａｌ　Ｃｏｍｐａｎｙ，ＦｅｎｘｉＭｉｎｉｎｇ　Ｇｒｏｕｐ，Ｌｖｌｉａｎｇ　０３２０００，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｍｉｎｅ　ｐｒｅｓｓｕｒｅ　ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎ　ｏｆ　ａ　ｃｏａｌ　ｒｏａｄｗａｙ　ｏｒｉｇｉｎａｌ　ｓｃｈｅｍｅ，ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ａｎａｌｙｚｅｄ　ｔｈｅ　ｓｕｐｐｏｒｔ　ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎｓ　ｏｆ　ｃｏａｌ￣ａｎｓｐｏｒｔａ—　

ｔｉｏｎ　ｒｏａｄｗａｙ，ａｎｄ　ａｃｃｏｒｄｉｎｇ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｓｈｏｒｔｃｏｍｉｎｇｓ　ｏｆ　ｏｒｉｇｉｎａｌ　ｓｃｈｅｍｅ，ｐｒｏｐｏｓｅｄ　ｔｈｅ　ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ　ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｓｕｂｓｅｑｕｅｎｔ　ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ　ｓｃｈｅｍｅ　ｗａｓ　

ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ　ｏｆ　ｒｏｏｆ　ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ　ｌａｙｅｒ，ｗｈｉｌｅ　ｕｓｉｎｇ　ｏｆ　ＦＬＡＣ　ｃａｒｒｉｅｄ　ｏｕｔ　ｓｃｈｅｍｅ　ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ，ａｎｄ　ｅｎｓｕｒｅｄ　ｔｈｅ　ｒｅｌａｔｉｖｅｌｙ　ｂｅｔｔｅｒ　ｓｕｐｐｏｒｔ　ｓｃｈｅｍｅ　ｓｕｉｔ－　

ａｂｌｅ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｃｏａｌ　ｒｏａｄｗａｙ．　

Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｃｏａｌ　ｒｏａｄｗａｙ，ｓｕｐｐｏｒｔ　ｓｃｈｅｍｅ，ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ，ｐａｒａｍｅｔｅｒ　

收稿日期：２０１３－０９－０２　作者简介：唐军（１９８２一），男，工程师；吴红升（１９７９．），男，工程师，

一级注册结构工程师