24-泥质软岩巷道支护技术研究与实践-2016年第4期
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芦岭煤矿软岩巷道支护技术的研究与实践摘要:高地压、软弱破碎围岩的巷道支护,一直是制约煤矿安全生产的一大难题。
尽管不断提升支护材料等级,提高支护强度,但仍不能有效控制巷道收缩变形。
结合矿井实际,通过优化锚网喷支护参数,及时采取围岩加固和多种监测监控措施等,控制了巷道的变形破坏。
关键词:软岩巷道;支护;破坏机理;改进方案芦岭煤矿主采8 ,9 ,10 煤层,其中8 ,9 煤层联合布置,采区上山布置在距9 煤40~60 m 的底板岩层中,区段巷道布置在距9 煤20~40 m 的底板岩层中。
8 ,9 煤层采煤工作面采用跨上山开采,因此,采区上山、区段岩巷等布置在煤层底板的准备巷道,要经受多次跨采的强烈影响。
由于巷道的围岩主要为泥岩、砂质泥岩,岩性松软破碎,地压大,跨采造成了底板巷道的剧烈破坏,每次跨采后必须进行修护才能继续使用。
巷道的频繁维修,多次挑顶、刷帮、挖底,使得围岩更加破碎,维护难度极为困难,严重制约接替安排,威胁矿井安全生产,迫切需要解决软岩支护工艺。
2006 年10 月,芦岭煤矿开始与中国矿业大学合作,积极开展软岩巷道支护技术的科技攻关,根据芦岭煤矿实际施工条件,合理改进巷道支护工艺,初步取得了较好的成效。
1 软岩支护技术的研究与实践1. 1 优化锚网喷支护参数巷道支护应根据围岩条件、地压、服务年限、断面等不同条件,合理选择锚杆支护参数。
2007 年3 月上旬, 芦岭矿Ⅱ84 回风上山过Ⅱ1044回采垮落断裂带,围岩极为破碎且节理发育,并发育有煤线及软弱夹层,地压大。
巷道掘出后松动圈半径较大,巷道变形持续时间长;巷道顶板下沉及两帮内移量大,受采动影响破坏严重。
已施工稳定段两帮变形约在500~600 mm ,底鼓500 mm左右,中间喷层开裂严重,拱形顶板基本成为平顶。
根据经验,巷道变形破坏是围岩破裂、变形由浅部向深部发展造成的。
在有关专家的指导下,采取了以下措施强化承载结构,及时控制巷道浅部围岩破坏。
浅议软岩巷道支护技术【摘要】软岩巷道围岩强度低,结构松软,易吸水膨胀,因而巷道围岩变形大,易发生底鼓,是煤矿巷道支护的难点和重点。
本文首先对软岩巷道的围岩变形和压力特征进行了分析,接着分析了软岩巷道围岩变形量的构成,最后在此基础上对软岩巷道支护要点进行了总结。
【关键词】软岩巷道;变性特征;压力特征;支护技术前言对于软岩有不同的定义。
第一种是根据岩石的单轴抗压强度,把<20 MPa的岩层称为软岩;第二种种定义是“软弱岩层是指强度低、孔隙度差、胶结程度差、受结构面切割及风化影响显著或含有大量膨胀性粘土矿物的松、散、软、弱岩层”;第三种定义是“软岩是指在巷道工程力的作用下能产生显著变形的工程岩体。
”软岩巷道围岩强度低,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。
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影响,根据许多井下观测,可归纳出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。
表现为初始变形速度很快,变形趋向稳定后仍以较大速度产生流变,且持续时间很长,有的达数年之久。
如不采取有效的支护措施,则由于围岩变形急剧加大,势必导致巷道失稳破坏。
这种变形特征明显地表现出蠕变的三个变形阶段,即减速蠕变、定常蠕变和加速蠕变。
(2)围岩变形有明显的空间效应。
其一表现为围岩与掘进工作面的相对位置对其力学状态的影响,通常在距工作面1倍巷宽以远的地方就基本上不受掘进工作面的制约;其二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影响,而且影响程度比坚硬岩层大得多。
(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邻近开掘或修复巷道、水的浸蚀、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,而且底板也强烈鼓起,并常伴随有两帮剧烈位移。
尤其是粘土层,浸水崩解和泥化引起的底鼓更为严重。
软岩巷道修复支护技术研究摘要:为了研究软岩巷道修复支护技术在现场施工过程中的运用。
在结合笔者多年工作经验前提下进行了理论与实际方面的论证。
为同行提供建设性意见。
关键词:软岩;巷道;修复;支护1软岩巷道类型及变形破坏特征软岩巷道根据运用领域的不同与研究方面的差异,其定义也有着不同的含义。
当前最具典型的定义有针对工程领域提出的工程软岩概念,即为工程外力作用下软岩能在一定限度内进行塑形变形。
根据其变形规模与特性可以将其分割为有软弱性、可塑性、膨胀性、崩解性、流变性以及工程扰动性等。
而在实际运用领域,可以根据当前工程实际经验进行低强度软岩、膨胀性软岩、破碎软岩、高应力软岩的典型性四大类划分。
其中低强度软岩抗压、抗剪等强度特性最弱,工程实践中常遇到由软弱煤层、砂质泥岩、泥岩等层段。
颗粒胶结程度极低。
完整性差,工程穿越时需格外注意。
另外膨胀性软岩因为其矿物含量变化与辅助结合性的不同,在黏土水合物作用下产生不定形变作用力。
在岩石孔隙和裂纹中进行收敛和支撑。
产生不可逆转的完整性破坏。
破碎软岩与高应力软岩在基岩性质上往往物性较好,力学性质显著。
其工程上可以进行技术处理和规避,需要注意的有在地质构造剧烈区应注意断层破碎带、采空区等不良因素的影响。
同时开采到了深部以后,会出现软岩大变形、强流变等突然性事件。
基于以上软岩巷道类型分析叙述,在地层复杂构造应力与岩石物性特征影响宏观、微观考量范围下软岩巷道的破坏特性复杂而多变。
在此笔者进行简化性经验分享,将围岩变形特征进行四个方面的总结性概况:1、围岩来压快,变形速率高。
围岩挖掘因为工程进度要求与现场工艺标准必须短时间进行揭露,但因为岩石特性其变形时间更短。
如若支护工序正在进行或者还没来得急支护就发展剧烈形变其后果不可想象;2、巷道出现大规模变形,且持续时间长。
如若遇到流变性岩体在岩石综合受扰情况复杂前提下,岩石变形难收敛导致后续严重工程问题;3、不同情况下软岩典型膨胀特征,会导致工作面的底鼓变形;4、脆性岩石对水、风、压力、震动等外界因素反应敏感性导致是一些工艺不可使用或者使用失效。
摘要论文以扎煤公司灵露矿为背景,采取现场调研、综合运用岩石力学性质实验、相似材料模拟实验以及计算机数值模拟等手段,掌握倾斜煤层水平分段综放工作面顶板的运动形式和运动规律,为顶板控制方案及措施提供坚实的依据。
研究表明:必须进行人工强制放顶,才可以够保证工作面顶部形成有效隔离带,能够保证安全生产。
关键词:1、倾斜煤层 2、顶板控制 3、放顶目录摘要 (1)一、软岩的概念及其基本特征 (3)二、国外研究现状 (10)三、国内研究现状 (11)四、典型软岩矿井软岩支护技术介绍 (19)五、观测结果应用 (22)六、经济效益比较 (23)七、结论 (24)参考文献 (25)致谢 (17)一、综放开采技术在煤层中的用应伴随着科学技术日新月异的发展,煤矿的开采技术在本世纪得到了突飞猛进的发展。
扎煤公司灵露矿所采用的开采技术也是当今世界最先进的采煤技术。
煤矿的综放开采技术。
作为一名煤矿的生产工作者面对着采煤技术日新月异的变化和发展。
自己把在工作中积累的点点滴滴,以此形式向我的采矿界的同行们做一些探讨。
对于煤矿特厚煤层的开采,也就是说,我要探讨的煤矿综放开采技术,必须具备的条件是具有足够厚的可采煤层。
煤矿综放:除拥有综采工作面的一般特征以外,还必须拥有的条件是:有足够厚的煤层可供开采,一般是煤层超过液压支架的最大使用高度,在可允许范围内,自采煤机采完可采煤后,在液压支架的后面再次通过液压机械的方式把采煤机不可采的煤炭放下来,一般一个工作面配备两套刮板输送机,一部用作正常采煤,一部用作放顶煤使用,条件是必须有足够的煤厚。
煤矿综放:除拥有综采工作面的一般特征以外,还必须拥有的条件是:有足够厚的煤层可供开采,一般是煤层超过液压支架的最大使用高度,在可允许范围内,自采煤机采完可采煤后,在液压支架的后面再次通过液压机械的方式把采煤机不可采的煤炭放下来,一般一个工作面配备两套刮板输送机,一部用作正常采煤,一部用作放顶煤使用,条件是必须有足够的煤厚。
软岩巷道支护技术论文(2)软岩巷道支护技术论文篇二软岩巷道支护技术综述【摘要】软岩巷道支护是煤矿巷道支护的难点和重点,文章对软岩巷道支护理论与支护技术在国内外的发展状况进行了综述。
【关键词】软岩巷道;支护;新奥法;松动圈理论;高预应力、强力支护理论软岩巷道围岩强度低,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。
下面就软岩巷道的支护理论和技术在国内外的发展状况进行介绍。
1 新奥法到了60年代,奥地利工程师L.V.Rabcewicz(腊布希维茨)在总结前人经验的基础上,提出了一种新的隧道设计施工方法,称为新奥地利隧道施工方法(New Austrian Tunneling Method),简称为新奥法(NATM),目前已成为地下工程的主要设计施工方法之一。
1978年,L.Mttller(米勒)教授比较全面地论述了新奥法的基本指导思想和主要原则,并将其概括为22条。
其中主要的是:1.1 围岩是隧道的主要承载结构,初期支护和最终衬砌仅仅起封闭作用,其目的是在围岩中建立承载环或三维承载球壳。
1.2 如果要求用围岩来支护隧道,则必须尽可能维持围岩强度。
因此,要尽可能防止围岩松动和大范围变形。
松动和变形会引起围岩强度逐渐衰减,为了维持围岩强度,应根据时间和围岩应力变化,选择适当的支护手段。
1.3 为了选择最佳承载环结构,必须正确估计时间对围岩特性的影响(或对围岩与衬、砌共同体特性的影响)。
为此,要求进行初期实验室试验,特别是洞内位移量测试验。
其中最重要的参数是岩石类别、直立自稳时间及变形速度。
1.4 衬砌和永久支护必须是薄壳型,以减小衬砌受弯机会,从而减少挠曲断裂。
其必要强度靠钢筋网、钢拱架和锚杆达到,而不是加厚衬砌或支护截面。
1.5 从应力重新分布考虑,最好的开挖方式是全断面掘进。
1.6 隧洞的主要承载部分是围岩。
围岩的强度主要取决于单个岩块之间的摩擦力,因此,必须尽一切可能防止围岩的松动,保持围岩的原有抵抗力。
软岩巷道综合支护技术研究摘要:软岩巷道综合支护技术是煤矿开采中使用比较广泛的技术类型,对于煤矿业的发展有着重要的影响。
本文主要就软岩软岩巷道综合支护技术进行了分析研究。
关键词:软岩;软岩巷道综合支护技术引言软岩是一种特定环境下的具有显著塑性变形的复杂岩石力学介质。
软岩可分为地质软岩和工程软岩两大类别的概念。
地质软岩是指强度低于25MPa的结构松散、孔隙度大、节理发育、胶结度差及具有风化膨胀性的一类岩体的总称。
工程软岩是指由于工程力作用发生显著塑性变形的一类工程岩体的总称,其定义在强调软岩的软、弱、松、散等低强度特性的基础上,进一步重点强调软弱围岩所承载工程力的大小,即从软岩强度和其所承载工程力大小两个方面分析其对立统一关系,从而把握工程软岩的实质。
根据软岩特性的差异及产生显著塑性变形的机理,软岩可分为4大类,即膨胀性软岩、高应力软岩、节理化软岩和复合型软岩。
一、软岩巷道综合支护技术注意事项锚杆支护设计属于一个动态形式而非一次性完成的工作。
巷道锚固支护设计想要实现其安全性和合理性,就必须能够将支护设计过程中所提供的所有信息都充分考虑在内,比如有关巷道围岩状况调查结果以及物理力学评估数据等,刚开始的设计大都是以数值计算进行的,还包括井下日常的检查工作和专项监测以及信息的反馈与修正设计等【1】。
而且矿井的地质条件具有复杂性,变化多段,在具体的施工中一定要尤其重视地质条件发生变化时,需要对支护设计的相关参数做出及时的调整和修改,一定要特别注重锚杆的支护质量以及其受力的监测情况,如若发现问题,要及时给予解决。
二、软岩巷道综合支护技术分析1、注浆加固技术注浆是具有很强实用性、应用范围很广泛的底板加固技术。
它通常通过采用一定的压力手段,在岩层的孔隙注入某些能与围岩固结的浆液,从而增强岩体强度,使巷道围岩体形成稳定性高的新结构体,从而达到改善围岩物理力学性质的目的。
例如针对五阳矿76#-2厚煤层专用回风巷道底板经常发生大变形破坏的现象,通过研究厚煤层巷道底朦机制及控制理论,提出对厚煤层巷道底板进行中、深部加固的治理思想控制底朦,采用底板注浆加固措施。
– 44 –工作研究·软岩巷道支护技术研究与应用研究doi:10.16648/ki.1005-2917.2019.04.035软岩巷道支护技术研究与应用研究张利子(铜川矿务局崔家沟项目部,陕西 铜川 727000)摘要: 文章在对目前巷道支护技术的发展现状进行介绍之后,分析不同类型软岩的特点,鉴于软岩巷道支护的原理,提出了比较常用的几种软岩巷道支护技术,以供参考。
关键词: 软岩巷道;支护技术;应用引言在目前的煤矿井下开采作业过程中,巷道稳定是确保安全生产的重要基础。
而确保巷道稳定的重要措施就是科学合理的应用支护技术,并且保证所应用的支护技术满足巷道围岩的物理性质、岩性以及断面等参数的要求。
尤其是针对巷道周围的软岩,其表现为周边岩层的裂隙、节理、层理较为发育,而且还存在较为复杂的地质构造和加快的围岩变形速度,此外还有六边形的特点。
加之在目前煤矿井下开采深度在不断增加的同时,更是对航道支护技术提出了更高的要求,因此,本文就针对软岩的特点来对软岩巷道支护技术以及应用进行深入研究。
1. 软岩概述软岩最主要的特点就是在受力之后比较容易出现塑性变形,目前比较常见的就是地质软岩和工程软岩两种。
前者主要表现出具有较大的岩石强度、胶结强度和孔隙度的特点,而后者则主要表现出在开采活动过程中受到工程应力时容易出现塑性变形的问题,这也是目前煤矿巷道支护中所指的软岩类型。
其中比较常见的软岩类型就是砂质泥岩、碳质泥岩和粉砂岩等类型,表现出具有较低的岩石强度、较软的质地以及交叉的岩石完整阿星等缺点。
根据其不同的结构特点和理化特性还将其分为以下几种类型:一是破碎型软岩。
此种软岩的岩层中具有较多且分布不均匀的纹理,具有较高的节理裂隙发育程度和较大的岩层破碎程度、较差的稳定性,增加了在此种类型的巷道中开展掘进和支护的难度,且容易由于多种影响因素而导致片帮和冒顶安全事故的出现。
二是高膨胀低强度型软岩。
此种类型软岩的特点就是在遇水之后会出现膨胀变形的问题,表现出具有较高的可塑性和崩解性的特点,由于其具有较为松软的质地以及较低的抗压强度,因此增加了巷道支护的难度。