浅论深部软岩巷道支护方式
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浅谈煤矿软岩巷道支护技术随着煤矿开采技术的成熟,开采深度的不断深化、开采规模的扩大,巷道损坏程度逐渐的扩大。
软岩巷道支护一直是巷道工程的一个疑难点。
软岩巷道的支护与使用维护优劣程度,直接影响到煤矿安全高效生产。
文章通过对软岩巷道的概念、支护原理、支护原则、支护类型、支护对策等方面进行论述。
标签:软岩巷道;支护;原理;原则1 软岩的基本概念软岩是在特定的环境下,塑性变形明显的岩体。
这种岩体多是泥岩、粉岩等。
软岩的特点可以用软、弱、松、散概括。
在煤矿巷道支护施工中,巷道围岩就是需要施工的岩体;工程力是指岩体上的重力、应力、水作用力、膨胀应力等。
软岩通常分:低强度高膨胀性软岩、高应力软岩、极破碎软岩、复合型软岩四类。
1.1 低强度高膨胀性软岩,围岩质地破碎、强度偏低、遇水变形,对施工中的震动耐受力差。
巷道围岩变形迅速,给支护带来很大困难。
由于软岩中的泥质成分和结构面确定了软岩的特征,导致软岩产生塑性变形。
软岩通常具有可塑性、膨胀性、崩解性、流变性、扰动性等特性。
1.2 我国煤矿开采深度逐年增加,使得一些矿井重力引起的垂直应力骤增,构造应力场错综复杂;在高应力条件下,扰动影响剧烈,围岩破坏程度加剧,涌现新裂纹致使煤岩体积扩大,扩容膨胀。
1.3 极破碎软岩巷道围岩内节理不同、裂隙等结构面,围岩支体破碎、稳定性差。
巷道掘进工作中可能发生冒顶和片帮,给支护作业带来诸多不便。
1.4 复合型软岩指上述3种软岩类型各种组合。
2 软岩巷道支护原理与支护原则2.1 支护原理软岩巷道支护的重点在于发掘自承能力。
支护原理:依据岩层特性,地压来源,运用科学设计方法,使支护体系和施工过程能够适应围岩变形的种种情况,从而达到控制围岩变形、维护巷道稳定的宗旨。
(1)改变思想,支护结构和强度和围岩自承能力相适应,与围岩变形及强度相结合,实践证明,单纯提高支护刚度的做法是难以达到预期效果;(2)适当卸压、加固与支护相结合的方法相辅相成,运筹帷幄,高应力区,需要卸力合理,对变形大的区域,要让度适量,支离破碎区域,进行整体加固;(3)对于围岩变形量测定,及时掌握围岩变形的活动状态,根据测定结果予以反馈,以确定二次支护结构的相关技术参数;(4)坚持综合治理、持续监控的支护思想。
深部软岩巷道支护技术思考摘要:随着煤炭资源作为主要能源地位的不变,在很长时间内煤炭的需求量会保持不变。
但是我国现有煤炭开采的实际情况是,浅层煤炭资源已经被开采殆尽,煤炭开采面由浅入深,开采技术难度越来越大,安全生产系数越来越小。
厚煤层开采导致巷道周边岩体的应力明显增强,进而出现巷道的变形的情况。
巷道的变形为矿井安全生产埋下隐患。
所以要求我们必须加深对深部开采技术的的研究。
关键词:深部软岩;巷道支护;思考1现今煤层深部软岩巷道支护技术现状和问题不同开采条件的深部巷道在高应力作用下有其独特的破坏机理,采用通常的支护方法和手段,巷道支护效果条件差,巷道返修率高,永久性巷道支护后经常出现冒顶、片帮、底鼓等现象,需要多次维护与加固,维护工程量大,支护成本较高,巷道安全生产时刻受到严重的威胁。
深部巷道围岩的地质力学快速测试系统和高预应力、强力锚杆支护系统。
这种支护系统是目前较为有效的一种支护系统。
锚杆支护已经成为我国煤矿巷道首选的、安全高效的主要支护方式,显著提高了巷道支护效果,能够在安全的情况下保证采煤面快速推进,大幅促进煤炭产量的提高。
锚杆支护只能对浅层煤矿巷道的变形起到防止变形的作用。
在深部条件下,巷道围岩出现高地应力,尤其是受到水平构造应力的影响很大。
许多在浅部煤层防治巷道变形的理论和支护手段都失效了。
由于高地应力没有作用在煤层巷道的一个水平面上,导致地应力大小不均,深部围岩体现出非线性大变形的特点。
由于深部复杂的地理环境导致深部巷道支护极其困难,厚煤层巷道变形益成为干扰井下正常安全生产的重大难题。
深部高地应力岩巷矿压显现具有明显不同于浅部的特点,巷道围岩承载力、地应力、巷道原支护结构、松动圈及顶板应力集中导致软岩巷道诱发大变形,地压大,巷道维护困难成为突出问题。
原有支护方式采用的锚杆支护材料强度与刚度小,预紧力低,初期锚固力低,支护效果差。
在集中应力的作用下,巷道围岩发生较大的变形,尤其表现为顶底板移近量加大、锚杆、锚网拉断、两帮内挤、巷道肩部破碎。
煤矿软岩巷道支护技术摘要:煤矿软岩巷道工程支护,尤其是深部高应力软岩巷道支护,一直是矿业工程难点问题之一。
随着矿井开采规模的增大和开采深度的不断加大,软岩巷道的支护与维护问题显得越来越突出,软岩问题愈趋严重,直接影响煤矿安全高效生产。
本文分析了软岩的概念及分类,提出了软岩巷道支护对策与主要支护形式,并指出了以后软岩巷道支护新的发展趋势。
关键字:软岩巷道;高应力;支护对策1 引言由于煤层赋存条件的复杂、多变,煤层开采条件的不可选择性,多数矿井的生产和建设都将面临不同程度、不同数量的软岩巷道开掘及维护难题。
特别是服务年限较长的准备巷道、开拓巷道施工、维护,需解决一系列软岩巷道问题,比如巷道自稳时间短、变形大、难维护、返修率高等。
加之多数软岩巷道断面较大,巷道变形破坏的影响因素复杂[1],在支护设计中,要考虑多方面的影响因素。
软岩巷道的变形主要体现在顶板下沉量较大,两帮收缩、偏帮、底鼓严重。
巷道的变形严重影响到运输、通风、行人的问题,因此寻找合理的支护方式已经迫在眉睫。
2 软岩的概念及分类工程软岩是指在工程力的作用下,能够产生显著塑性变形的工程岩体[2]。
在煤矿巷道支护工程中,巷道围岩就是所研究的工程岩体;工程力则是指作用在工程岩体上的力的总和,它包括重力、构造残余应力、水的作用力、工程扰动及膨胀应力等。
该定义揭示了软岩的相对性,实质即工程力与岩体的相互关系。
当工程力一定时,不同岩体可能表现为硬岩特性,也可能表现为软岩的特性。
而对于同一种岩石,在较低工程力的作用下可表现为硬岩的变形特性,在较高的工程力作用下可能表现为软岩的大变形特性。
按其上述特性,大体上可分为4大类:低强度高膨胀性软岩、高应力软岩、极破碎软岩、复合型软岩。
1)低强度高膨胀性软岩巷道,围岩不仅松软、强度低,而目_遇水软化、膨胀,对风、水、扰动十分敏感。
巷道围岩变形速度快、变形量大、持续时间长,给支护带来极大困难。
软岩之所以能产生显著的塑性变形,主要是因为软岩中的泥质成分和结构面控制了软岩的工程力学特性。
浅析深部围岩巷道支护技术【摘要】由于我国煤矿地质条件较为复杂,巷道支护作为一项重要的煤矿开采技术在煤炭资源开采中具有着重要地位。
传统支护方式已不能满足围岩巷道的支护要求,尤其在遇到不稳定的破碎围岩的情况下。
本文通过综合采用锚注支护工艺、预应力锚索加固等方式、锚网喷注耦合支护技术的描述,介绍了深部不稳定破碎围岩巷道的支护。
【关键词】深部;破碎围岩;支护工艺1、引言随着矿井开采深度的增加,自重应力也随之增加。
由于巷道围岩的集中应力大于其自身强度,巷道会发生各种形式的变形和破坏。
矿山压力显现明显,易发生极具破坏性的冲击地压。
矿井深部岩层中也会出现类似软岩的问题,在进行巷道支护时会遇到很多困难,严重影响煤矿正常的安全生产。
对深部巷道支护问题的研究已显得尤为重要。
深部围岩巷道由于受三高(高温、高围压、高孔隙压力)的影响而产生与浅部围岩巷道所没有的大变形、强蠕变等特征。
岩体单元体所在位置及应力状态示意图见图1。
2、破碎围岩巷道破坏原因分析由于煤矿资源分布地域广阔,加上我国地质复杂,因此建在破碎地带的煤矿巷道极易被破坏。
巷道破坏的特征一般有围岩松软、围岩风化破碎、遇水膨胀严重以及出现严重的巷道底鼓。
综合国内情况,造成巷道破坏的原因有:2.1巷道周围的岩性可能存在的极大差异导致巷道不稳定。
一般来说,岩石类型不同,其抗压强度、硬度、抗侵蚀性都会不同。
而煤矿的巷道围岩并不一定由同一类型的岩石构成,比如巷道位于砂质泥岩中的话,其更容易受到破坏,且受破坏程度会比其他岩层中的巷道严重许多,这是因为泥质成分是砂质泥岩的主要成分,其抗压强度以及胶结程度都比较低。
2.2地下水以及巷道淋水对巷道稳定性产生影响。
在很多情况下,巷道底板会有地下水渗出,顶板某些部位会有淋水,日积月累,会造成巷道积水。
而巷道周围的围岩遇水可能发生膨胀,之后便产生流变,造成严重的片帮及底鼓现象。
同时,水分还会加剧围岩的风化,并侵蚀巷道金属网。
2.3外部环境作用比如岩石软化等情况也会造成巷道不稳定。
深部软岩巷道支护技术研究随着我国各地大型基础设施建设和城市化进程的加快,深部软岩工程越来越多地进行施工。
深部软岩是一种弱可塑的岩层,其弱点在于易于变形和破坏,并且在岩石裂隙和孔隙中含有较多的水分。
因此,在深部软岩隧道施工过程中,支护和加固工作变得至关重要。
本文将探讨深部软岩巷道支护技术的研究。
一、深部软岩的特性及对地下工程的影响深部软岩是一种性质结构较为松散的岩石,通常因为受到各种外力的作用而引起变形和破坏。
这种岩石由于存在着许多的岩裂隙和孔隙,并且岩层中含有较多的水分,因此,在施工过程中对各种工程和机械设备带来了很大的影响。
深部软岩的变形特点包括:1、在过程中具有良好的延性和弹塑性;2、存在塑性变形和蠕变;3、容易出现冻胀和膨胀。
1、对岩石及周围土层的稳定性产生影响;2、使隧道直径变小,导致施工难度大;3、增加了隧道施工风险;4、增加了施工成本。
为了解决深部软岩施工中所面临的各种问题,人们提出了多种隧道支护技术,例如传统的液体注浆或混凝土衬砌,以及近年来流行的钢支撑和网片支护等。
这些方法在实践中证明,具有一定的优点和不足。
1、液体注浆液体注浆是一种配制可固化液体往岩层或隧道周围注入的方法。
注浆材料通常包括水泥和其他固化剂,在使用前需要先进行混合。
液体注浆的优点在于可以增加岩层或隧道的强度,防止其承受压力时发生破坏。
而其不足之处在于注浆材料可能会堵塞岩层中的孔隙和裂缝,导致岩石剪切的难度增加,同时设置注浆孔的成本也比较高。
2、混凝土衬砌混凝土衬砌是一种常用的隧道支护方法,可以隔离岩层和隧道内部,提高隧道的整体强度。
借助混凝土的压缩和弯曲强度,可以有效地改善深部软岩的变形行为,进而提高隧道结构的整体稳定性。
但是,混凝土衬砌的安装需要花费大量时间和人力,造价比较高。
同时,由于混凝土的膨胀系数和温度膨胀系数很大,需要对加固的同时考虑适当的膨胀量。
3、钢筋混凝土钢拱支护钢筋混凝土钢拱支护是一种较常用的方法,其结构包括拱形钢筋混凝土弓和支撑柱等。
论煤矿深井软岩巷道支护软岩巷道支护随着煤矿开采深度增加变得愈加困难,迫切需要寻找和研究新的支护技术以解决工程实际问题。
针对此类矿山需求,本文以软岩巷道支护为研究对象,在阐述了软岩的基本概念和软岩巷道支护现状的基础上,提出了可缩性金属支架结合锚注支护的复合型支护方式,对于巷道围岩控制具有重要意义。
标签:深井;软岩巷道;可缩性金属支架;复合型支护一、软岩的基本概念软岩是软弱、破碎、松散、膨胀、流变、强风化蚀变及高应力的岩体之总称,分为地质软岩和工程软岩两类。
前者是指强度低、孔隙度大、胶结程度差、受构造面切割及风化影响显著或含有大量的膨胀性粘土矿物的松、散、软、弱层;后者是指在工程力作用下能产生显著塑性变形的工程岩体,工程力是指作用在工程岩体上的力的总和,它可以是重力、构造残余应力、水平作用力和工程扰动力以及膨脹应力等,显著性塑性变形是指以塑性变形为主体的变形量超过了工程设计的允许变形值,并影响了工程的正常使用。
工程软岩的基本概念揭示了软岩的相对性实质,即是否为软岩取决于工程力与岩体强度的相互关系。
不同岩体可能表现为硬岩特性,也可能表现为软岩的特性,而对于同一种岩石,在较低工程力的作用下可表现为硬岩的变形特性,在较高的工程力作用下可能表现为软岩的大变形特性。
二、.深井软岩巷道支护存在的问题牵涉到工程安全问题时,人们对此关注度较高。
我国历来重视软岩巷道支护安全,尤其是在当前大多数煤炭进入深井开采模式的背景之下,迫切需要寻找和研究新的支护技术以解决工程实际问题。
但在关于软岩巷道支护理论认识和方法研究方面还是存在一定误差,依笔者来看主要包括以下几个方面:1围岩变形破坏机理。
以往人们普遍认为巷道支护仅是巷道开挖后采取支架支护的过程。
巷道支护是对围岩的支护过程这个说法没什么问题,但必须建立在充分认识围岩变形破坏机理的基础上,只有深入透彻地研究变形机理,才能选择适当的支护时机和支护形式,使支护与围岩变形相协调。
2支护对策。
深部软岩巷道支护技术研究1. 引言1.1 研究背景深部软岩巷道是指岩石中深埋处于较高地应力状态下的巷道。
由于深部软岩的强度较低,岩溶作用较强,岩体结构较复杂,深部软岩巷道在工程施工中往往面临较大的支护难度和风险。
随着我国经济建设和交通基础设施建设的不断发展,深部软岩巷道工程的需求越来越大,对支护技术提出了更高的要求。
目前,国内外对深部软岩巷道支护技术的研究也逐渐增多,一些新的支护方法不断涌现,为工程实践提供了更多选择。
由于深部软岩巷道的特殊性和复杂性,现有的支护技术仍存在许多不足之处,例如支护效果不理想、施工难度大、施工周期长等问题。
对深部软岩巷道支护技术的研究仍然具有重要意义,有待进一步深入探讨和改进。
【研究背景】的明确,有助于引导研究人员深入开展相关工作,提高深部软岩巷道工程施工的技术水平和质量。
1.2 研究目的研究目的主要是通过对深部软岩巷道支护技术的研究,探讨如何有效地提高巷道的稳定性和安全性,降低工程施工风险,为工程建设提供可靠的技术支持。
具体包括以下几个方面的目的:1. 分析深部软岩巷道的岩体特征,了解其力学性质和变形规律,为选择合适的支护措施提供依据。
2. 探索深部软岩巷道支护技术的研究方法,寻找适合实际工程的有效解决方案。
3. 改进和创新现有的支护技术,提高巷道的支护效果和工程质量。
4. 基于实践案例的经验总结,提出结论,并为未来深部软岩巷道支护技术的研究方向和应用推广提供建议和借鉴。
1.3 国内外研究现状国内外在深部软岩巷道支护技术方面的研究取得了一定的进展。
国内主要集中在深部软岩巷道支护技术的应用实践和经验总结上,已形成了一套较为成熟的支护技术体系。
采用高强度锚杆支护、锚网喷锚等技术,有效控制软岩巷道的塌方和失稳问题。
而国外则更注重对深部软岩巷道岩体特征及支护技术的理论研究,以及新型材料和装备的应用。
在岩体力学、岩土工程、支护材料等方面取得了很多创新性成果。
目前国内外在深部软岩巷道支护技术研究中仍存在一些共性问题,如对于软岩巷道的合理支护结构设计以及支护材料的选择等方面的系统研究不足。
深部软岩巷道支护技术论文摘要:经过第一次支护,围岩变形能得到释放,等围岩变形速度基本达到稳定后,进行注浆和锚杆支护,根据现场的测量和数据分析,围岩变形速度基本达到稳定状态的时间至少为巷道挖掘1个月后。
0引言随着经济的发展,我国的矿山资源开采日益增多,导致浅部矿产资源的减少,很多矿山的已经进入了深部开采。
在国外的一些国家,如俄罗斯金属矿的开采最深已经达到了2000m,而印度和南非的金矿开采最深已经达到了4000m。
我国煤矿的开采深度也逐渐增年,增加的速度为8-12/m,部分煤矿开采地区如开滦、平顶山、徐州等地其开采深度已经超过了1000m。
深部开采的矿区,岩层具有软岩的特性,巷道围岩一直处于变形的状态。
在目前的矿区开采过程中,深部巷道大变形已经成为主要影响深部工程安全的因素之一,所以深部软岩巷道的稳定问题成了国内外研究的重点。
1深部软岩巷道支护技术根据支护和围岩的相互作用实质,深部软岩巷道的支护技术的可以分为3个阶段:第一阶段为砌碹和金属支架等支护形式。
砌碹主要是采用建筑材料水泥砂浆黏结料石组成承载体,这种承载体一般呈封闭形或者是拱形,可以承受围岩形变产生的压力。
实践结果已经表明,随着围岩荷载的增大,砌碹表现出的承载能力也随之提高。
但是随着目前矿山开采深度的增加,砌碹出现的问题也越来越多,加固双层甚至三层碹体仍然不能满足部分软岩矿井的要求,并且碹体经常由于承载力而遭到破坏,所以对于一些地质条件复杂或者是高应力的软岩巷道不能采取砌碹支护形式。
金属支护形式属于被动支护的范畴,巷道围岩表面放置支架,通过支架提供的外力起到支护的作用。
支架分为刚性支架和可缩性支架,刚性支架会产生一种径向约束力,通过这种力的作用平衡围岩的变形压力,从而减少围岩形变的发生;可缩性支架大大提高了软岩的适应性,利于实现让支平衡,但是随着开采深度的断加,需要对围岩的变形采取控制措施,需要大的支架,支护费用也随之提高,支护效果的改善却一般。
煤矿深部软岩巷道支护方法浅探发布时间:2022-09-01T12:36:42.572Z 来源:《科技新时代》2022年2月3期作者:秦振新[导读] 巷道支护要结合实际情况践行过程化分秦振新中煤第三建设(集团)有限责任公司摘要:巷道支护要结合实际情况践行过程化分析,全面建立多元应用模式,保证相应的支护设计方案都能发挥其实际作用,提升支护效果的同时,减少安全隐患造成的损失。
为此,文章就煤矿深部软岩巷道支护方法展开探究。
关键词:煤矿;深部开采;巷道;支护方法1.软岩概述较为常见的软岩主要分为两类。
第一类是地质软岩,其具有强度较低、空隙率较大的特点,并且围岩结构的胶结效果较差,加之结构面切割或者是风化因素造成的影响,就会出现大量膨胀性黏土矿物,因此,将松散软弱岩层统称为地质软岩。
第二类是工程软岩,在巷道工程力的实际作用环境中,工程岩体出现异常的变形,此时,巷道工程力会集中作用在岩体位置。
与此同时,应力水平的增高,也会提升塑性变形的强度。
2.煤矿深部软岩巷道支护方法(1)明确支护原理针对煤矿深部软岩巷道的情况和特点,完善相应的支护方案,保证支护效果不仅能有效对围岩予以控制,还要对支护时间予以控制。
所谓最佳支护时间,就是将围岩自撑力和以变形为形式转化的工程力达到最大,确保最佳支护时间能满足工程实际需求。
本文以XC煤矿工程项目为例,工程项目SX层为可采煤层,平均厚度为7.1m,并且区域内地质储量较好,可供开采的煤矿储量约为6700万吨,分为东西两区。
其中,东区的倾角为15°以上、西区的倾角为15°以下。
结合煤矿企业制定的基础计划,需要对其进行水平方向的拓展,为了保证稳定性,要对深部开采软岩巷道进行变形控制,主要是因为检测发展拱部喷体出现了锚索、锚杆断裂的问题,且变形下沉量超过400mm。
另外,深部高应力软岩巷道支护处理工序中,巷道在开挖处理工作结束后,围岩的应力参数会重新布局,应力高度集中时巷道围岩进入塑性状态,而在应力向着纵向深层次区域偏移后,其应力的集中度就会随之降低,围岩的强度则会优化。
DaoShi深部软岩巷道锚注支护摘要:随着煤矿开采深度的不断增加,井下煤矿巷道将处于更高的地应力环境中,支护问题日益严重。
研究高地应力软岩环境下巷道科学的支护方式是保证煤矿采掘深部煤层的关键。
就高应力软岩的基本概念及形成条件进行了讨论,在掌握高应力软岩巷道的变形特征和支护问题的基础上,提出了以内注浆锚杆为核心的锚注支护方法,来解决深部高应力极软岩巷道支护难题。
关键词:深部高应力;软岩巷道;锚注支护1前言随着大规模的矿山采深的加大,深部高应力极软岩巷道支护问题日益突出。
深部高应力极软岩巷道一般具有:(1)巷道埋深大、受采动影响或构造应力大;围岩松软破碎、流变性大;(3)来压时间快、初期变形量大、持续时间长;围岩遇水易于崩解、强度急剧降低等特点。
如采用不适当的维护措施,巷道围岩变形愈加剧烈,最终将导致巷道破坏,探索高应力极软岩巷道合理支护方式成为亟待解决的重大问题。
本文提出了以内注浆锚杆为核心的锚注支护体系,以解决深部高应力极软岩巷道支护难题。
2高应力软岩形成条件高应力软岩形成的条件为:1)除少量岩石为较软弱岩石外,组成高应力软岩的大多数岩石均为较坚硬的岩石,单轴饱和抗压强度R≥25MPa。
2)岩体破碎,强度和弹性模量相对较低,流变性强。
因为高地应力环境使开挖前的岩体处于高围压环境,岩体结构面处于闭合状态,是稳定的,且有一定的强度和模量;开挖后围岩处于低围压环境,结构面不闭合,岩体强度和模量较低。
3)埋深大、水平应力大于自重应力。
从目前全国煤矿开采深度来看,由自重产生的应力不足以使岩体达到高应力状态,只有在埋深很大且水平构造应力存在并大于自重应力条件下,才能使岩体达到高应力状态。
3高应力软岩巷道变形特征高应力软岩一旦形成,在这些软岩体中掘进的巷道和硐室显示出来的变形特征与硬岩巷道的截然不同,具体表现为:1)围岩变形量大。
高应力软岩自身特征决定了该区域的巷道变形量大的特点,其中巷道的水平收敛量要比拱顶下沉量要大得多。
浅论深部软岩巷道注浆补强支护应用[摘要]:正令煤业大巷为深部软岩巷道,围岩松散破碎,围岩中含有大量膨胀性矿物质。
在分析了巷道破坏原因的基础上,提出了锚网索喷注联合支护的施工方案,并进行了工业性试验。
试验表明,该技术支护效果良好,并取得可观的经济效益。
[关键词]:深部软岩补强支护应用中图分类号:td853.392 文献标识码:td 文章编号:1009-914x(2012)26-0266-03正令煤业地质构造复杂,为典型的“三软”煤岩层,软岩分布范围较广,地应力大。
矿井由于受构造应力、工程扰动力、膨胀应力以及煤层埋藏深(约700m)等的影响,围岩应力成倍急剧增长,巷道变形非常大,采用一般地支护方式很难达到支护强度,巷道需反复维修,方能满足服务年限。
为了彻底解决这一难题,我矿参照国内外软岩支护的先进经验,经多次考察、论证,根据正令煤业实际情况,提出了锚网索喷注浆联合支护新工艺。
一、矿井地质条件(一)、开采技术条件正令煤业批准开采1-11号煤层,可采煤层为2、9、10+11号煤层,其余均不可采。
现开采的2#煤层属于自燃煤层,具有爆炸性,倾角3-16°,煤层厚度为1.10~2.22m,平均1.48m,局部含1层夹矸,结构简单,稳定全区可采。
煤层顶板一般为泥岩、砂质泥岩,局部为粉砂岩;底板为砂质泥岩、泥岩,局部为中砂岩及细砂岩。
9、10+11#煤层在首采区属于带压开采,且存在断层,存在奥灰水突水危险性,矿井水文地质类型复杂,因此暂不开采。
(二)、巷道破坏原因及其机理引起巷道变形的力学机理较为复杂,影响因素较多,不仅与岩石本身的物理力学性质、矿物成份等有关,而且与巷道的力学环境及支护方式有关[2]。
根据巷道变形、破坏情况,经现场观测和理论分析,总结出影响该巷道稳定、造成巷道破坏的主要因素为:1、围岩应力状态改变。
由于围岩应力状态的改变,导致了围岩弹性体积应变的变化和围岩的蠕变。
同时,在低围压环境下,软岩内部结构面扩展和张开,改变了围岩中的水文地质条件,水沿张开裂隙渗流,进一步又降低了岩体强度,加剧了软岩的扩容和应变软化,从而使围岩产生较大的收敛位移。
软岩巷道断面形式及支护方式分析摘要:以新上海一号煤矿井底车场软岩巷道为背景,分析软岩巷道围岩受力情况及破坏原理,对软岩巷道断面形式及支护方式进行技术分析。
结果表明软岩巷道采用二次复合支护,断面形状采用拱形断面、曲墙及反底拱抵抗围岩压力效果较好。
关键词:软岩;围岩压力;曲墙;反底拱1.煤矿概况新上海一号煤矿位于内蒙古自治区鄂托克前旗境内,井田南北长10.7km,东西宽0~3.5km,面积21.35km2。
井田内10层可采煤层,设计可采储量349.30Mt,生产能力4.00Mt/a。
工业场地选择在井田中部,自然高程+1315m左右。
矿井采用立井多水平开拓。
初期在工业场地内布置主井、副井及回风井各一条。
主井深度516m,净直径6.0m。
副井深度546m,净直径8.0m。
一号回风井深度516m,净直径6.0m。
两个水平的大巷分别布置在十五、二十一煤层中,分别编号为一、二水平。
一水平水平标高+800m,开采二、二下、五、八、十五、十六煤,二水平水平标高+700m,开采十八、十九、二十、二十一煤。
2.井底车场软岩巷道工程实例各煤层均属于“三软”煤层,矿井移交时井底车场位于八号煤层中,垂直应力为8.2~8.25 MPa,水平应力为15.68~16.12MPa;围岩岩性主要为砂岩、泥岩、煤,多为泥质胶结;单轴抗压强度低,砂岩为13.91~18.19 MPa,泥岩为10.78~12.8MPa,煤为3.08~5.3 MPa;围岩为典型软岩,围岩松动圈范围0.74~2.96m。
巷道埋深大,断面大,周边巷道多,应力集中,原设计采用半圆拱直墙断面,受水平及垂直应力双重影响,巷道直墙向开挖侧变形大,底鼓严重。
3.巷道破坏机理分析巷道水平应力约为垂直应力的两倍,而原设计断面采用直墙半圆拱断面,底板也未设置反底拱,支护方式直接采用钢筋混凝土支护,没有采用初次柔性支护。
当巷道开挖后,直墙便是支护体的薄弱环节,围岩在原始水平应力作用下向巷道方向变形,而直墙抵抗变形的能力较差,造成了墙体破坏。
深部软岩巷道支护技术研究引言:随着矿业和工程的发展,深部软岩巷道的建设和支护技术成为了一个重要的研究领域。
由于深部软岩具有可塑性强、容易发生塌方等特点,因此如何有效地进行巷道支护成为了一个亟待解决的问题。
本文将从深部软岩巷道支护技术的现状和挑战出发,对相关技术进行研究和分析,以期为巷道支护技术的改进和完善提供一定的参考。
1.1 巷道支护技术的主要挑战深部软岩巷道作为地下工程中较为常见的一种工程类型,其支护技术面临着多方面的挑战。
深部软岩具有较大的围岩变形和塌方的倾向,因此巷道支护需要具备较高的变形能力和抗塌方能力。
巷道支护技术需要考虑到深部软岩的高地应力、高地温以及地下水等地质条件,这为巷道支护技术的选择和应用带来了一定的困难。
深部软岩巷道通常会受到地震、爆破等外力的影响,这也给巷道支护技术带来了不小的挑战。
1.2 巷道支护技术的应用现状目前,针对深部软岩巷道支护技术的研究主要集中在钢筋混凝土支护、锚杆网支护、喷锚锚杆支护、加固型钢丝网支护等方面。
这些技术在不同程度上可以有效地改善深部软岩巷道支护的情况,但在实际应用中仍然存在一些问题,例如支护效果难以保证、施工难度大等。
如何提高深部软岩巷道支护技术的适用性和可靠性,是当前亟待解决的问题。
2.1 巷道支护材料的研究针对深部软岩巷道支护技术的研究,可以首先集中在巷道支护材料的性能改进和研究上。
有针对性地研发新型的支护材料,如新型的聚合物材料、高分子材料等,以提高支护材料的变形能力和抗压能力,从而改善巷道支护的效果。
2.2 巷道支护结构的研究可以针对深部软岩巷道支护结构进行研究。
通过改进巷道支护结构的设计和布置,提高支护结构的可靠性和耐久性,从而保证巷道的长期稳定和安全。
2.3 巷道支护技术的智能化研究也可以开展深部软岩巷道支护技术的智能化研究。
利用现代化的传感器技术和智能控制技术,实时监测巷道变形和支护结构的受力情况,提前发现巷道支护存在的问题并采取相应的措施。
深部矿井软岩巷道布置及支护技术研究摘要:大采深矿井最大的特点就是矿压大,地质条件复杂,支护难度大,特别是对于深部软岩巷道的支护,一直是近年来煤矿技术工作者研究的重点。
软围岩强度和稳定性较差,在开采扰动和较大的矿压作用下易发生变形和破碎,巷道维护工作量很大,对深井煤矿开采带来了很大影响。
生产实践证明,对于大采深软岩巷道,某种单一的支护方式是难以起到有效支护作用的。
对此应采取“锚、网、索、喷”联合支护的方式,以维持大埋深巷道掘进软围岩的稳定。
关键词:深部矿井;软岩巷道;布置;支护软岩是地质岩体的中的一部分,是特定环境下的具有显著塑性变形的复杂岩石力学介质。
按照软岩的自然特性和工程力学作用下的变形机理,软岩可分为以下几类:即节理化软岩、高应力软岩、膨胀性软岩和复合型软岩。
相比于硬岩,软岩具有更强的可塑性、膨胀性、崩解性、流变性和易扰动性特征,软岩不仅质地松软、强度低,而且易于受到风、水、开采扰动等因素的影响而发生软化、膨胀、裂隙和变形,物理特性不稳定。
软岩的以上特性给软岩巷道的掘进和支护带来了很大的困难,特别是在大采深、高地应力的作用下,巷道围岩易产生失稳变形,掘进期间易出现冒顶和片帮。
1软岩的工程特性1.1软岩的力学属性软岩中泥质矿物成分和结构面决定了软岩的力学特性。
显示出可塑性、膨胀性、崩解性、流变性和易扰动性的特点。
软岩的膨胀性质是在物理、化学、力学等因素的作用下,产生体积变化的现象,其膨胀机理有:内部膨胀、外部膨胀和应力扩容膨胀三种。
工程中的软岩膨胀为复合膨胀形式。
1.2软岩的临界载荷随着应力水平的提高,特别是围压的增大,岩石产生的塑性变形明显增加,使得在低应力水平下表现为硬岩特性的岩石,在提高了应力水平下显示出显著的塑性变形。
1.3软岩的临界深度与软化临界荷载相对应,岩石亦存在着一个软化临界深度。
对给定矿区,软化临界深度也是一个客观量。
当地下工程埋深大于软化临界深度时,围岩出现大变形,大地压和难支护现象;当地下工程埋深小于该临界深度时,则围岩的大变形,大地压现象消失,巷道支护容易。
煤矿深部软岩支护技术探讨随着国家对煤矿安全和生产环境的要求不断提高,煤矿深部开采安全问题逐渐受到重视。
而煤矿深部软岩围岩的支护,是研究煤矿深部开采安全问题中的重要方面。
本文将对煤矿深部软岩支护技术进行探讨。
煤矿深部软岩支护技术的发展历程可以分为三个阶段:1. 初期阶段20世纪80年代后期至90年代初期,采用了传统的支护方法,例如:木材支架、钢材支架、预制钢筋网、钢丝网等,但这些方法的应用范围受到限制。
90年代初期至21世纪初期,开始研究新型的支护技术,例如:钢网拱、钢管拱、高密度聚乙烯支架、带倾角杆的矩形钢管拱等,使得软岩支护技术的应用范围得到拓宽。
3. 现代阶段21世纪至今,研究更加先进的支护技术,例如:基于聚合物的支护材料、膨胀性材料、压缩性材料等新型材料应用,以及人工智能技术在软岩支护中的应用等,使得软岩支护技术在煤矿深部开采中发挥了重要作用。
1. 新型支护材料的研究和应用2. 针对特殊岩体的支护技术研究针对不同特性的软岩岩体,研究针对性的支护技术。
例如:针对具有节理的软岩岩体,采用钢板夯实、钢丝网封闭、钢管加强等支护方法;针对具有难度高的重力体软岩岩体,采用倾斜杆支护技术等。
3. 可持续性的支护技术研究研究具有可持续性的支护技术。
例如:采用再生材料、可降解材料等环保材料,以及采用可回收的支护材料等技术,保护环境,降低支护成本。
研究智能化的软岩支护技术,例如:采用传感器、网络、自适应控制等技术,实现煤矿深部软岩支护的实时监测和自动控制,提高支护的效率和安全性。
三、结论煤矿深部软岩支护技术是当前煤矿深部开采安全中的关键技术之一,随着科技的不断进步和人们对生产条件和环境的要求不断提高,软岩支护技术也在不断发展和创新。
我们相信,在专家学者和工程师的共同努力下,煤矿深部软岩支护技术必定会取得更大的突破和进展。
浅议软岩巷道的支护技术张百强软岩,目前任无统一的定义,一般来讲,软岩是软弱、破碎、膨胀、流变、强风化及高应力岩体的总称。
软岩巷道围岩强度等级低,结构松软,易吸水膨胀,因而巷道围岩变形大,易发生底鼓,软岩巷道支护是煤矿巷道支护的难点和重点。
王洼煤矿600万吨/年改扩建项目11采区轨道下山全长1283m,巷道净宽4.4m,净高4.0m。
巷道揭露地层主要是侏罗系延安组,岩性以粗砂岩为主。
岩石呈灰白色,夹黄色条带,巨厚层状,粗粒砂状结构,成分:石英85﹪左右,长石10﹪左右,其他矿物5﹪左右,分选性差,次棱角状,局部含石英颗粒。
巷道掘进后,围岩变形快,矿压显现明显,流变性显著,岩石遇水泥化。
该巷道经过长期的现场观测观察后,通过科学论证,现场实践,采用多种联合支护方法,取得了显著的成果。
下面首先对软岩巷道的压力特征、软岩巷道的支护要点做一简单总结。
1.软岩巷道的围岩变形和压力特征分析软岩的力学性质对围岩稳定性有重要的影响,根据井下观测表明,软岩巷道的围岩变形有以下特征:(1)围岩变形有明显的时间效应。
初始变形速度很快,变形趋向稳定后仍以较大速度产生流变,且持续时间较长,如不采取有效的支护措施,则由于围岩变形急剧加大,势必巷道失稳破坏。
(2)围岩变形有明显的空间效应。
首先表现为围岩与掘进工作面的相应位置对其力学状态的影响,通常在距工作面1倍巷宽远的地方就基本上不受工作面掘进的制约;其次表现为巷道所在深度不仅对围岩的变形或稳定状态有明显的影响,而且影响程度比坚硬岩石大得多。
(3)围岩变形对应力扰动和环境变化非常敏感。
表现为当软岩巷道受临近开掘或修复巷道、水的侵蚀、支架折损失效,爆破震动以及采动等的影响时,都会引起巷道围岩变形的急剧增长。
(4)软岩巷道不仅顶板下沉量大和容易冒落,而且地板也强烈鼓起,并伴随两帮强烈位移,尤其是黏土层,受流水侵蚀引起的泥化导致鼓底更为明显。
(5)软岩巷道的自稳时间短。
松软岩石的自稳时间通常为几十分钟到十几小时,有的顶板一暴露就立即冒落,这主要取决于围岩暴露面的形状和面积、岩体的残余强度和原岩应力。
深部软岩巷道支护技术研究引言随着我国经济的快速发展,对基础设施建设需求不断增加,因此地下巷道的建设也日益增多。
随着巷道深度的增加和地质条件的复杂性,深部软岩巷道支护技术成为当前研究的热点之一。
深部软岩巷道支护技术研究对于提高巷道建设的可靠性和安全性,具有重要的意义。
本文将从深部软岩巷道的特点、支护技术研究现状和展望、关键技术研究等方面进行探讨,希望能够为深部软岩巷道支护技术的研究和应用提供一定的参考。
一、深部软岩巷道的特点深部软岩巷道具有地质条件复杂、支护难度大、变形变化快等特点。
其地质条件复杂主要表现为软岩的渗透性大、脆裂性强、孔隙度大、破碎度高等特点。
这些特点导致了在深部软岩巷道开挖过程中,地表和隧道周围的岩层会出现明显的变形和破坏,严重影响了巷道的安全性和稳定性。
二、深部软岩巷道支护技术研究现状目前对于深部软岩巷道支护技术的研究主要包括了岩体力学性质的研究、支护结构的设计、支护材料的研究等方面。
1. 岩体力学性质的研究通过对软岩岩体的力学性质进行研究,可以了解软岩的强度、变形特点等,从而为后续的支护设计提供依据。
目前,关于软岩岩体力学性质的研究已经取得了一定的成果,但在深部软岩巷道的支护设计中,仍需进一步完善。
2. 支护结构的设计针对深部软岩巷道的地质特点和变形情况,设计支护结构是至关重要的。
目前,支护结构设计主要采用了预应力锚杆、钢筋混凝土喷射支护、钢束锚杆支护等方法。
通过不断的实验和实践,支护结构的设计已经得到了较为成熟的解决方案。
3. 支护材料的研究支护材料的选择对于深部软岩巷道的支护效果至关重要,目前常用的支护材料包括了喷射混凝土、聚合物支护材料、钢丝网支护等。
这些材料在深部软岩巷道的支护中起到了重要的作用,但在实际应用中仍存在一些问题,需要进一步的研究和改进。