动压巷道围岩控制支护技术探讨正式版
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动压下的巷道掘进与支护技术探析摘要:突然的动压现象不但会造成煤岩体的振动与破坏,还可能使巷道垮塌,支架、设备损毁,甚至发生重大的人员伤亡事故,因此必须引起矿井工作者的充分重视。
本文以笔者参与施工的实际工程为例,介绍了动压下的巷道掘进施工控制要点。
关键词:动压巷道掘进施工锚网支护1 引言以实现某矿采区通风为建设目的的辅助进风巷,其断面呈矩形,宽4.6m,高 3.6m,预测该工作面绝对瓦斯涌出量为0.63m3/min~1.13m3/min,煤尘具有爆炸性,煤层无自燃发火现象,顶压、侧压明显,水文地质条件相对复杂。
工程中以锚网支护作为掘进支护手段,并采用EBJ-120型掘进机割煤、出煤,MQT-130型风动钻机及ZMS-60型风动煤钻打眼安装锚杆,机械式扭矩放大器紧固锚杆施工。
2 动压巷道对掘进施工的影响煤矿巷道掘进及开采过程中,常存在着高应力下积聚着大量弹性能的岩体在一定条件下突然释放能量,发生破坏、冒落与抛出等明显动力效应的煤矿动压现象。
突然的动压现象不但会造成煤岩体的振动与破坏,还可能使巷道垮塌,支架、设备损毁,甚至发生重大的人员伤亡事故,因此必须引起矿井工作者的充分重视。
根据动压生成的不同机理可将其分为冲击矿压、顶板大面积来压与煤及瓦斯突出等三种形式。
以冲击矿压为例,其一般是指聚积在矿井巷道和采场周围煤岩体中的能量突然释放,在井巷发生爆炸性事故,产生的动力将煤岩抛向巷道,此时顶板可能有瞬间明显下沉,但一般并不冒落;有时底板突然开裂鼓起甚至接顶;常常有大量煤块甚至上百立方米的煤体突然破碎并从煤壁抛出,并可能引起瓦斯、煤尘爆炸、火灾以及水灾,干扰通风系统,严重时还会造成地面震动和建筑物破坏。
从生产实践经验来看,冲击矿压多发生在生产高度集中的区域,顶板大面积来压、煤及瓦斯突出则与施工技术、支护方式、现场安全管理不到位有直接的关系。
因此煤矿工作者必须得到在全面掌握动压分布及作用规律的前提下合理选择巷道开拓布置的方式、科学安排工艺程序、确保支护措施到位,并进行严格规范的施工组织和安全管理,尽可能减少动压巷道的潜在风险,以提高掘进施工的效率及安全性。
煤矿深部巷道围岩控制及支护技术研究随着我国煤矿开采深度的不断增加,围岩控制及支护技术成为深部巷道开采的聚焦点。
因此,本文首先简要的阐述了煤矿深部巷道围岩条件及变形特点,然后重点分析了煤矿深部巷道围岩稳定性控制措施及支护技术,这对煤矿深部巷道安全作业提供了一些指导。
标签:深部巷道;控制措施;支护0 引言据统计,我国煤炭埋深大于600米的储量占到总煤炭储量的70%以上,煤炭埋深大于1000米的储量占2.95×1012吨,占总煤炭储量的53.17%。
随着我国能源需求在进一步增加,煤矿的开挖深度逐渐向更深部巷道延伸。
但是,由于开采深度不断加深,巷道围岩条件日趋复杂,开挖难度日趋增大,巷道围岩控制及支护问题日趋困难。
因此,煤矿深部巷道围岩控制及支护技术成为制约煤矿安全稳定生产的最主要因素。
基于这一现状,本文首先简要叙述了煤矿深部巷道围岩条件及巷道变形的主要特点,继而从围岩强度和围堰内应力两方面入手,分析了煤矿深部巷道围岩稳定性的控制原理及相应的围岩支护技术措施,以保证煤矿深部开采的有序进行。
1 煤矿深部巷道开采特点深部巷道围岩条件比较复杂,只有充分了解深部巷道围岩性质的变化才能因地制宜,进行有效的围岩控制。
深部巷道围岩开采过程中会表现出如下特点:与上部围岩相比,深部开采巷道围岩密度增加,围岩变硬;开挖前,岩体处于三向受力状态下,由于巷道掘进后,周围岩石被开挖,相当于卸载,致使其压力释放,岩体容易破碎,导致围岩强度有所下降,出现大量细微裂缝,围岩软化。
开采巷道的变形特点:(1)由于巷道开挖后,围岩会发生卸载现象,岩体能量突然得到释放,使得围岩塑性区和破碎区范围加大,巷道两帮移近量大,继而两帮高应力传到底板,巷道底鼓严重;巷道变形易受扰动,对外部环境影响反应十分灵敏,外部作用发生变化变化,巷道应力、变形均会出现显著改变。
(2)巷道围岩变形的时间效应。
初期来压时比较快、变形也非常显著,如果不采取科学有效的支护措施,极易发生冒顶、片帮等现象,当围岩变形稳定后,围岩则长期处于流变状态。
动压巷道围岩控制支护技术探讨随着经济的快速发展和城市化进程的加快,地下空间的利用日益广泛,如地下商场、地下车库、地铁等。
而与此同时,地下建筑的施工以及地下水位的变化也给围岩控制支护技术的研发和应用带来了更大的挑战。
动压巷道是地下工程中常见的一种结构形式,其围岩的控制支护技术尤为重要。
动压巷道的围岩控制支护技术需要考虑到围岩的岩性、结构面、脆弱性、饱和度等因素,同时还需要根据地层土层的不同特性来选择不同的支护方式。
目前,钢筋混凝土衬砌和锚杆网片矩形截面加喷浆支护成为动压巷道围岩控制支护技术中的主流方式。
钢筋混凝土衬砌是传统的围岩支护方式,在安装方便、施工速度快、支护效果好等方面具有显著优势。
但是,它也存在一些不足之处,如成本较高、施工时间长、对地下水环境污染等问题。
相比之下,锚杆网片矩形截面加喷浆支护技术是一种更新的围岩控制支护技术,它具有施工时间短、成本低、对地下水环境污染小等优点,因此在近年来得到了广泛应用和推广。
然而,锚杆网片矩形截面加喷浆支护技术也存在一些问题,如锚杆网片容易老化、加固效果难以保障等。
针对以上问题,近年来国内外学者们也在不断地研究和探索新型的动压巷道围岩控制支护技术。
例如,研发出了基于钢板桩的支护技术,这种技术可以在钢筋混凝土衬砌与锚杆网片矩形截面加喷浆支护技术之间找到一个平衡点,具有成本较低、施工方便等优点。
此外,还有将膨润土与环氧树脂结合使用的支护技术等。
总之,动压巷道围岩控制支护技术的研究和发展离不开理论的探索和实践的积累,各种支护技术之间并不存在一种绝对优劣之分,只有根据地质条件、施工条件和经济条件等因素,在实际施工中科学选用符合要求的支护技术,才能最大程度地保证工程的施工质量和安全性。
巷道围岩控制方法与支护方式巷道围岩控制方法与支护方式[摘要]在煤矿生产过程中,巷道围岩控制与巷道的支护是非常重要的环节,关系到煤炭生产的高产高效与采煤安全生产。
降低巷道围岩应力,提高围岩的稳定性,合理选择支护是巷道围岩控制的主要途径。
本文主要阐述了巷道围岩压力及影响因素、巷道围岩控制措施、方法和巷道保护与支护措施等技术问题。
【关键词】巷道;围岩控制;支护方式在煤矿生产过程中,巷道围岩控制与巷道的支护是非常重要的环节,关系到煤炭生产的高产高效与采煤安全生产。
降低巷道围岩应力,提高围岩的稳定性,合理选择支护是巷道围岩控制的主要途径。
回采导致的支承压力不但数倍于原岩应力,并且,影响范围大。
巷道受回采影响后,围岩应力、围岩变形成几倍、几十倍急增。
巷道围岩控制的实质是利用煤层开采引起采场周围岩体应力重新分布的规律,正确选择巷道布置和护巷方法,使巷道位于应力降低区内,防范回采引起的支承压力的影响,控制围岩压力。
本文主要阐述了巷道围岩压力及影响因素、巷道围岩控制措施、方法和巷道保护与支护措施等技术问题。
1、巷道围岩压力及影响因素1.1、围岩压力(1)松动围岩压力。
因巷道挖掘而松动、塌落的岩体,其重力直接作用在支架结构物上的压力,表现为松动围岩压力载荷形式,如支护没有有效控制围岩变形,围岩形成松动垮塌圈时,造成松动围岩压力,顶压显现严重。
(2)变形围岩压力。
支护可控制围岩变形的发展时,围岩位移挤压支架而出现的压力,即:变形围岩压力。
在围岩、支护力学体系中,围岩与支架互相作用,围岩就对支架施加变形压力。
弹性变形压力是围岩弹性变形时作用在支架上的压力,弹性变形出现的速度很快,变形量相当小,围岩、支护相互作用的过程,实际作用较小。
塑性变形压力是因为围岩塑性变形和破裂,围岩向巷道空间位移,使支护结构受压,这是变形围岩压力的基本形式。
塑性变形的状况由巷道塑性区和破裂区的范围所决定。
塑性区的扩展具有时间效应,它不再扩展时,围岩变形速度就下降。
动压巷道围岩控制支护技术探讨动压巷道是大型水电站、地铁等地下工程的重要建筑,其围岩控制支护技术显得尤为重要。
该技术的核心思想是,在施工过程中采取合理的支护措施,确保围岩稳定性和施工安全。
动压巷道的围岩控制支护技术主要分为以下几个方面。
1. 预测地质和人工探测:动压巷道施工前,需要对工程区域的地质情况进行综合分析及预测。
同时,应采用超声波、钻进等人工探测手段,对地质构造、岩石性质、裂隙、断层等进行详细测量,以充分了解工程的局部地质情况。
2. 选择合适的支护方式:根据地质情况的预测结果,制定合适的围岩控制支护方案。
针对岩层控制,可采用锚网梁框架支护、锚索喷锚支护等方式。
而对于土层控制,在草率采用钢支撑或者钢材架构等手段时,应慎重考虑,以防止因错切裂缝扩张而导致工程质量问题。
3. 落后支撑技术的改进:对于一些老旧动压巷道,其支撑技术很可能已经过时,特别是在环保、节能、安全、稳定等方面上。
在这种情况下,采用新的技术手段也就显得尤为重要。
4. 应用新型材料:随着科技的飞速发展,新型材料的推广使用也逐渐成为了现实。
在动压巷道的围岩控制支护技术应用方面,新型材料的应用可以大大提高控制效果和施工效率,如超高强度钢筋、预应力钢筋等。
5. 现场监控和管理:除了落实好前期的支护方案之外,也需要在施工的过程中进行现场监测和管理。
定期检查围岩的状态,及时发现和解决问题,在施工过程中做到人工监控和自动监控结合,以确保施工质量和工程安全。
动压巷道的围岩控制支护技术是一个复杂而且综合性很强的问题。
只有在多方面的考虑以及因地制宜的应用下,才能够达到良好的控制效果,保障工程的安全和质量。
深部受动压影响下开拓巷道锚网联合支护技术探讨摘要:本文主要研究了开拓巷道在受到近距离煤层采动动压的影响下,开拓巷道采用锚索加锚网的联合支护的设计方法和效果。
这样的联合支护技术的使用拓宽了锚杆支护在开拓巷道的适用范围。
除此之外,该支护设计方法也可以在类似情况的特殊地段使用。
关键词:锚索锚杆应力联合支护技术1引言一般的老的煤矿,常常出现开拓巷道施工后回采工作面从其上方采过的现象。
回采工作从巷道上方通过后,由于采动动压的影响,对回采工作面下方的巷道矿压显现非常明显,常常造成巷道两旁严重的变形和破坏,甚至导致巷道不能用。
这就严重影响到煤矿的正常生产和安全。
所以,为了保证煤矿的安全生产,工作人员不得不对巷道进行治理。
大量的资料显示:与回采工作面近距离的开拓巷道是不适于采用锚喷或架设拱形棚子支护,为了满足采动动压对开拓巷道的需求,我们应该寻找新的支护形式,同时保障煤矿的安全运行。
2支护的情况分析笔者对大量的煤矿进行过近距离的勘察,在这些研究当中,发现从过去的采煤开拓巷道采用锚喷或架棚支护的破坏情况看,锚喷巷道大多都出现了非常严重的爆浆现象。
也就是说虽然锚喷支护是主动的支护,但是让压的空间不是特别大。
另外,架棚巷道绝大部分出现了架棚由于受到过大的压载产生了严重的变形,其扭曲的程度很大,有的甚至还出现了抽冒,这就进一步说明可缩性拱形棚的支护强度不够,虽然它有一定的额外让压空间。
支护的情况处于不利于工作安全,这就要求我们投入更多的精力和财力来改变现有的状况。
这不仅仅是技术人员的探索问题,更是涉及到煤矿工人生命财产安全的问题。
根据过去的直呼被破坏的情况和经验以及目前存在安全隐患的生产状况来看,就要求技术人员在与采煤工作面立交的巷道在支护形式和技术上有所新的突破与发展。
目的就是创新出一种既可以有较强的支护强度,又可以有足够的让压空间,以满足当前情况的需要,扭转我们所处于的被动局面。
3支护的设计设计原理:从矿压的方面进行研究,受到动压影响的巷道,在支护设计上应该有满足动压变形影响的让压空间,位的就是提供一定的支护变形。
地下巷道施工中的围岩松动与支护状态监测技术第一节引言地下巷道施工是一项复杂而又重要的工程,涉及到交通运输、矿山、地下工程等众多领域。
然而,在地下巷道施工过程中,围岩松动和支护状态监测成为了关键问题。
本文将探讨地下巷道施工中的围岩松动与支护状态监测技术。
第二节围岩松动原因与危害围岩松动通常是由于地下施工中的挖掘过程造成的。
挖掘过程中,连续重复的爆破、钻孔、开挖操作会导致围岩松动,从而造成巷道的变形和塌方等危害。
围岩松动的主要原因包括地质条件、施工方法选择以及施工期间的地下水变动等。
第三节围岩松动与支护状态监测技术综述为了及时掌握巷道围岩松动和支护状态,需要采用先进的监测技术。
目前,常用的围岩松动监测技术包括应变测量、位移监测、声波法和地面雷达等。
应变测量通过测量围岩的应变来判断其松动状态,位移监测则通过监测围岩的位移来判断其稳定性。
声波法可以用于检测围岩内部的松动情况,地面雷达则可以用于测量巷道壁面的变形情况。
第四节应变测量技术应变测量技术是地下巷道围岩松动监测中常用的方法之一。
该技术通过安装应变片或应变计等设备来测量围岩的应变情况。
通过分析应变曲线的变化,可以判断围岩的变形情况,并及时采取支护措施。
应变测量技术可以实时、精确地监测围岩的变化情况,为施工人员提供重要的数据支持。
第五节位移监测技术位移监测技术是地下巷道围岩支护状态监测的关键技术之一。
该技术通过安装位移传感器等设备来测量围岩的位移情况。
位移监测可以帮助工程人员及时了解围岩的变形情况,判断支护结构的有效性。
位移监测技术还可以通过数据分析,为施工过程中的调整和改进提供参考依据。
第六节声波法声波法是一种可以用于检测地下巷道围岩松动的无损检测技术。
通过将声波传感器安装在巷道围岩上,可以测量围岩内部的声波传播速度和强度。
当围岩发生松动时,传播速度和强度会有所变化,从而可以判断围岩的松动情况。
声波法具有实时快速、非侵入性等优点,逐渐被应用于地下巷道施工的围岩监测中。
煤矿深部岩巷围岩控制理论与支护技术研究摘要:通过试验监测、理论分析、数值模拟、现场勘测、岩石力学实验等方法对淮南矿区深部岩巷围岩进行科学分析。
提出了针对不同延时情况的稳定控制以及支护技术。
这一控制理论的基础是应力转移与承载圈扩大、围岩增强等四项基本原则。
对受高地应力、高渗透压力以及温度梯度影响的深部岩巷围岩提出了专门的支护措施。
对影响控制效果以及稳定性的关键性因素进行了详细论述。
关键词:稳定控制;支护;深部岩巷;对策The Huainan mining area of deep rock roadway through the test,theoretical analysis,numerical simulation,field survey,the rock mechanics experiment,scientific analysis method.。
The stability control for different delay and support technology。
The control theory is the stress transfer to the four cardinal principles and bearing ring enlargement,surrounding rock reinforcement。
On the ground of deep force,high osmotic pressure and temperature gradient to rock roadway surrounding rock presents special support measures。
The key factors affecting the control effect and the stability is discussed in detail。
Through the reasonable organization of the production process, effective use of production resources to carry out production activities, to achieve the desired goal.
动压巷道围岩控制支护技
术探讨正式版
动压巷道围岩控制支护技术探讨正式
版
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1 问题的提出
由于我矿主采煤层的底板大多为松软的泥岩,二水平开采深度已达500m,布置在底板岩巷的南大巷、南异三条上山、各类峒室及采区准备巷道,受采动影响遭到严重破坏,失修巷道达1万m,年维修费用达千万元以上。
为彻底解决失修巷道,从根本上解决问题,除抓好工程施工质量外,将受采动影响的巷道提前进行加固,保证巷道受采动后仍能保证安全使用。
2 支护技术方案与对策
2.1锚注预加固支护方案
对于锚喷巷道来说,可采取的加固措施包括可缩性金属支架加强支护、加长锚杆及预应力锚索支护、注浆加固支护等。
通过矿井近几年的实践证明,采用金属支架加强支护并不能保证巷道的长期稳定,而采用加长锚杆及预应力锚索支护工艺复杂,成本较高,亦不宜采用。
经分析研究,决定采用锚注预加固联合支护方案。
在原锚网喷基础上,对巷道进行初喷,堵塞巷道的裂缝,接着进行锚注加固,使灰浆充满围岩中裂隙,最后进行锚网梯加
固。
2.2支护材料与参数
锚注锚网梯加固支护所用材料主要包括螺纹钢锚杆、注浆锚杆、菱形网树脂锚固剂、水泥、喷射混凝土等,其主要支护及施工工艺参数如下:
(1)先要对要加固的巷道进行喷浆,厚度3~5mm,喷浆混凝土配料为水泥:河砂:石屑=1:2.5:1.5,水泥采用425#普通水泥,石屑粒径为3~5mm。
(2)注浆锚杆与施工措施。
采用
Φ2280mm的注浆锚杆,锚杆角度与顶板夹角不小于75°,空心锚杆间排距为
1.5×1.5m,允许误差为±200mm,锚杆外露长度不超过50mm,每孔用空心锚固剂不小于2块,孔处用锚固剂与巷道糊平,注完后及时封孔,防止浆液泄漏。
(3)注浆参数:注浆压力为3.5~4.0Mpa,浆液的水灰比为0.75~1∶1,注浆材料道425#水泥浆液,用人工在容器中配制。
搅拌时间不小于5min,注浆量以孔满不吸为标准。
(4)锚网梯加固:采用Φ20×1800mm螺纹树脂锚杆,树脂锚固剂采用中速Φ25×350mm和Φ25×500mm 各一根,锚杆间排距为800×800mm,两帮
锚杆距底板不大于300mm,金属网为8#铁丝纺织的菱形网,钢筋梯为8#钢筋焊接而成,采用YI—24型风钻打眼,风动锚杆钻机安装锚杆,待锚杆全部投入锚杆孔后,开始挂网、安设钢筋梯,用锚杆托盘压在钢筋梯上,使菱形网紧贴岩面,最后再喷射混凝土,把网喷严。
3 井下试验与应用
由于23611工作面底板岩石到南异三条上山距离只有8~15m,为防止23611跨采后破坏三条巷道,决定在南异三条上山与23611跨采对立段的每条上山200m进行加固试验。
3.1加固施工工艺程序
初喷混凝土堵漏→打眼安装注浆锚杆→注浆→打眼安装树脂锚杆→安装梯子梁、金属网→喷射混凝土。
3.2试验效果直观分析
南异三条上山锚注、锚网梯、喷浆加固后,经过23611工作面回采动压的试用观察,巷道变形量很小,没有发现明显的顶板下沉、喷层开裂冒落及底鼓等现象,巷道承受住了23611工作面的回采动压影响,保证了矿井正常运输、通风。
4 结论
通过近距离开采底板岩巷围岩进行高强锚网注浆加固,解决了跨采巷道支护的难题,提高了支护安全可靠性,改善了矿井运输条件。
同时,大大减少了巷道维修费用,其加固费用仅为常规扶U型棚费用的33~40%;缓解了采掘接续紧张局面;多回收原煤100万t,少开切眼一个,减少综采安装撤除各一次,节约资金300万元,累计为我矿增收节支2300万元,并且为类似的23310工作面、2367工作面近距离跨采南异三条上山提供了经验。
——此位置可填写公司或团队名字——。