下金煤矿半煤岩巷道支护设计与应用研究
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软岩巷道联合支护技术应用研究赵云【摘要】山西某矿二采区运输大巷在二1煤层下部软岩中掘进,巷道原采用锚网喷+U型钢的支护技术,存在巷道围岩变形量大,需要经常对巷道进行修整等问题,基于此,笔者在对巷道支护技术进行分析的基础上,提出采用锚网喷+U型钢+中空注浆的联合支护技术,现场实践表明,该联合支护技术能有效的保证巷道围岩稳定,巷道围岩变形量得到较好的控制,为矿井安全高效生产创造了有利条件.【期刊名称】《化工中间体》【年(卷),期】2019(000)003【总页数】2页(P109-110)【关键词】软岩巷道;联合支护;围岩变形【作者】赵云【作者单位】汾西矿业双柳煤矿山西 033300【正文语种】中文【中图分类】T1.巷道支护技术分析我国国内常用的软岩支护技术有料石砌碹支护,可伸缩金属支架支护、锚喷支护、联合支护及注浆支护等技术手段。
(1)砌碹支护:料石砌碹支护主要采用料石圆砌、离壁砌、干料石砌碹、条带砌碹等。
砌碹支护本身可以形成一个连续的整体,可以对巷道围岩进行密闭,防治围岩风化,同时也具有防火、防水、通风阻力小等特点。
(2)金属支架支护:金属支架支护形式多样,根据支护成的形状可以分为圆形、椭圆形、方形、马蹄形等,又可以分为密闭性可伸缩金属支架及拱形可伸缩金属支架。
金属支架可以在井下各种巷道支护中应用,具有实用性强、支持强度大、可加工性好、可以重复使用等特点,但采用金属支架支护巷道的初期支护投入较大,金属材料消耗量较大。
(3)锚喷支护:锚喷支护主要有锚杆+喷浆、锚杆+喷浆+钢筋网、锚杆+喷浆+钢筋网片+钢带等支护形式,锚杆形式有普通端头锚固锚杆、全段锚固锚杆、可伸缩锚杆、玻璃钢锚杆等,喷浆层可以分为柔性喷浆层及刚性喷浆层等。
锚杆支护是一种主动支护结构形式,可以有效的增加巷道周边岩层的强度、稳定性和支撑能力,锚杆和围岩构成一个完整的整体,共同作用维护巷道稳定,与金属支护相比能较大的节省支护费用,但是锚杆支护的参数不好确定。
半煤岩巷施工方法与安全半煤岩巷施工是煤矿巷道工程中的一种特殊施工方法,需要采取一系列的安全措施来保障施工过程中的安全。
本文将从施工方法和安全措施两个方面进行详细介绍。
一、半煤岩巷施工方法半煤岩巷施工方法是指在巷道开挖过程中,遇到岩石中夹有煤层的情况下,采取的一种综合利用煤和岩石的工艺。
其具体步骤包括:1.岩石爆破:首先,在选定的巷道位置进行钻孔布置,然后进行爆破作业。
爆破作业时要注意合理的装药量和爆破参数,以避免过度破坏煤层。
2.煤层开采:在岩石爆破后,开始对煤层进行开采。
由于煤层的松软性较强,一般采用机械开采的方式,如采用电铲或割挖机进行开采。
3.支护与加固:在煤层开采后,对巷道进行支护和加固工作。
常用的支护材料有钢架、钢丝网、喷锚支护等。
4.地质灾害防治:半煤岩巷施工过程中,容易发生地质灾害,如煤与岩石间的夹层冒顶、煤与岩石层的错动等。
因此,需要采取相应的地质灾害防治措施,如注浆、瓦斯抽采、采前支护等。
二、安全措施1.严格落实岩爆作业标准:在岩石爆破作业中,要严格按照相关标准进行操作,包括钻孔布置、装药量、起爆序列等。
同时需要建立完善的安全控制措施,如熔断器、预警装置等。
2.加强瓦斯抽放:半煤岩巷施工过程中,容易产生大量的瓦斯,因此要加强对瓦斯的抽放和监测。
安装瓦斯抽放管道和监测仪器,及时发现和处理瓦斯异常情况。
3.合理设置通风系统:通风系统是保障矿井安全的重要因素,应根据巷道长度和工作面的区域特点,合理设置并定期检查通风设备的运行情况。
4.加强巷道支护:巷道支护是保障半煤岩巷施工安全的关键环节。
采用适当的钢架支护、喷锚支护和地压预测技术等手段,以提高巷道的稳定性和承载能力。
5.安全教育培训:加强对施工人员的安全教育培训,提高他们的安全意识和技能。
定期开展岗前培训和安全演习,提高施工人员应急处理能力。
6.建立安全管理体系:建立健全的安全管理体系,落实安全责任制。
制定详细的施工安全计划和操作规程,严格按照标准进行操作,确保施工过程中的安全。
支护设计一、巷道断面巷道断面直墙半圆拱型,净下宽:3.6m,净高:3.0m,净断面:9.4㎡,掘进下宽:3.8m,掘进中高:3.1m,掘进断面:10.6㎡。
二、支护方式(一)、永久支护巷道永久支护方式采用锚网喷,巷道交叉口、岩层松软、过断层等地段采用锚网喷+锚索支护。
按悬吊理论计算锚杆参数:1、锚杆长度计算:L=KH+L1+L2式中 L---锚杆长度,m;H---冒落拱高度,m;K---安全系数,一般K=2;L1---锚杆锚进稳定岩层的深度,一般按0.5m;L2---锚杆的外露长度,一般取0.1m;其中:H=B/2f=3.8/(2×3)=0.63B---巷道掘进宽度,取3.8m;f---岩石坚固系数,取3;K---安全系数,一般K=2;则:L=2×0.63+0.5+0.1=1.862、锚杆间距、排距计算:设计时间距、排距均为a,则a=[Q/KHγ]1/2=1.02式中 a---锚杆间排距,m;Q---锚杆设计锚固力,64kN/根;H---冒落拱高度,0.63m;γ---被悬吊砂岩的密度,取25kN/m³;K---安全系数,一般K=2;通过以上计算,选用直径20mm螺纹钢树脂锚杆,长度为2.0m,锚杆间、排距为 0.9m。
网片采用钢筋网,相邻网片要压茬连接,搭接长度不小于100mm。
爆破前锚网支护距迎头不大于0.7m,炮后不大于2.4m。
围岩性较好时,采用先锚后喷的方式;围岩稳定性较差是,锚杆间、排距应适当缩小,并要先及时喷射混凝土,喷浆厚度不小于30mm,然后打设锚杆,复喷必须达到设计厚度。
初喷距工作面不超过5m,复喷距工作面不超过10m。
洒水养护时间不少于28天。
(二)、临时支护1、由于锚杆机手柄长度为1.3m,锚杆间距为0.9m,因此,在炮后及时进行敲帮问顶,然后操作人员站在支护完好的地点打设顶锚杆作为临时支护。
2、初喷工作面作临时支护。
炮后及时找掉,冲刷巷帮后立即进行初喷,初喷厚度不小于30mm,喷体初凝20min后,施工人员方可进入迎头。
井底车场巷道破坏原因分析及支护加强设计方案实践应用研究井底车场巷道是指井下采矿过程中将煤矿运输到井口的地下巷道。
由于采矿工作环境复杂,井底车场巷道在长期使用过程中往往会出现各种破坏情况,如顶板下沉、墙面垮塌等。
这些破坏不仅会威胁采矿工人的生命安全,还会影响矿井的正常生产。
对井底车场巷道的破坏原因进行分析,并采取有效的支护加强设计方案对该问题进行实践应用研究具有重要意义。
一、井底车场巷道破坏原因分析1.地质条件不稳定井底车场巷道处于地下深层岩层中,地质条件十分不稳定。
煤矿地层往往存在大量断裂带和软弱带,地质构造不规则,这些都会导致井底车场巷道的地质条件不稳定,从而引发顶板下沉、墙面垮塌等问题。
2.采煤作业对巷道的影响在进行采煤作业的过程中,会对井底车场巷道的周围岩层产生变形和运动,从而导致巷道结构受到破坏。
尤其是在长壁采煤工作面附近,因煤体开采导致的岩石裂隙扩展和岩层变形,会对巷道的稳定性造成严重影响。
3.巷道支护不到位井底车场巷道的支护工作十分重要,若支护设计不合理、支护材料不足或施工质量不过关,都会导致巷道支护不到位,进而导致巷道结构破坏,威胁采矿工人的生命安全。
二、支护加强设计方案实践应用研究1.采用合理的支护方式在井底车场巷道的支护设计中,应按照巷道的地质条件和采煤工艺特点选择合适的支护方式,如使用锚杆、钢支撑、预应力锚索等支护技术进行巷道支护。
2.合理布置巷道支护材料在支护设计中,应合理布置巷道支护材料,确保巷道的整体结构受到有效支撑和保护。
可以采用聚酯树脂注浆、喷浆、喷筋、喷锚等技术,加固巷道的岩壁和顶板。
3.提高支护施工质量支护施工质量直接关系到巷道的稳定性和安全性,应加强对施工人员的技术培训和质量管理,确保支护施工质量符合规范要求。
4.加强巷道监测和维护对已加强支护的井底车场巷道,要加强巷道的监测和维护工作,定期检查巷道的支护结构情况,并及时进行维护和加固。
某矿井的井底车场巷道在长期使用过程中出现了顶板下沉和墙面垮塌等问题,为解决这一难题,矿井决定对巷道进行支护加强设计方案的实践应用研究。
煤矿建井巷道施工锚杆支护的原理、参数设定及设计方法摘要:为提高支护的强度和效果如通常采用锚杆辅以锚索做加强支护,锚杆理论已用理论方法确定煤矿巷道、硐室支护参数阶段,用该理论设计的巷道、硐室支护有理有据,文章就此提出论点,供广大同仁参考、指正。
关键词:煤矿矿井巷道锚杆支护1、锚杆支护作用原理锚杆是一种安设在巷道围岩体内的杆状锚栓体系。
采用锚杆支护的巷道,就是在巷道掘进后向围岩中钻锚杆眼,然后将锚杆安设在锚杆孔内,对巷道围岩进行加固,以维护巷道的稳定性。
1.1悬吊作用悬吊作用是指将要冒落的围岩或者软弱岩层,用锚杆悬吊于上部的坚硬岩体上,由锚杆来承载围岩或者弱岩的重量。
1.2组合梁作用可将平顶巷道层状顶板看作是由巷道两帮为支点的叠合梁,在荷载作用下,各层板梁都单独弯曲,每层板梁的上下缘分别处于受压和受拉状态。
但是用锚杆将各组合板梁压紧之后,在荷载作用下,就如同一块板梁的弯曲一样,提高了板梁的抗弯强度,可以提高顶板岩层的承载能力。
1.3挤压加固拱作用在巷道周围系统地布置锚杆,使巷道拱部节理发育的岩体连接在一起,便在一定的范围内形成一个连续的、具有一定自承能力的拱形压缩带,使巷道围岩由原来作用在支架上的荷载变成了承载结构,以支承其自身的重量和顶板压力。
1.4减跨作用在巷道内安设锚杆,能够减少压力拱的高度和跨度。
如在巷道跨中打一根锚杆,相当于在该处打一根支柱,使原来的拱分为两个小拱,小拱的跨度为原拱的一半。
如果打三根锚杆,就相当于将原来的拱分成四个小拱,压力拱的跨度为原拱的四分之一,同时压力拱的高度也明显降低。
1.5围岩补强加固作用巷道深处围岩内的岩石处于三向受力状态,而靠近巷道周边的岩石则处于二向受力状态,后者的强度远远小于前者,因此容易受破坏而丧失稳定性。
在巷道内安设锚杆后,有些围岩又部分地恢复为三向受力状态,增强了自身的强度。
此外,锚杆还可以增强岩层弱面的抗剪强度,使巷道周边的围岩不易破坏和失稳。
2、锚杆支护参数的确定目前,用于煤矿巷道支护设计的主要的锚杆支护参数设计方法有下列几种:(1)悬吊机制及其围岩条件:在层状岩体中,锚杆将下部不稳定岩层悬吊在上部稳固的岩层上,锚杆承受的载荷为下部不稳定岩层的重量。