基于深部巷道松动圈厚度的锚杆支护参数优化
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V类松动圈巷道支护方案的优化摘要:文章在分析××煤矿西翼轨道大巷试验段地质条件的基础上,依据围岩松动圈支护理论确定了巷道支护方案。
采用“锚-网-索-梯-喷-注”协同支护方式充分复合围岩天然承载结构作用,提高了支护结构的整体性和承载能力。
工程试验表明,该支护方案支护效果好,同时降低了工程造价,加快施工进度,具有一定的推广应用价值。
关键词:软岩巷道;松动圈;支护方案;优化1 地质概况××煤矿-702m水平西翼轨道运输大巷布置在二叠系下统下石盒子组三煤段和山西组二煤段上部细碎屑岩中。
根据巷道勘探结果和实际揭露的地质资料分析,在其通尺150~350m段,穿越地层为三煤组含煤地层,岩性以厚层砂质泥岩、泥岩为主,中间赋存三4、三2等5~7层薄煤层或炭质泥岩。
三煤组地层主要为泥岩和砂质泥岩,岩层中夹软弱泥岩,围岩破碎,地应力较大,工程地质条件差,支护难度较大。
通尺150~350m段综合地质柱状图见图1。
图1 通尺150-350m综合地质柱状图2 围岩松动圈的测定在巷道开挖后巷道围岩应力得到重新分布,如果集中应力超过围岩强度,则巷道周边围岩会在不同程度上出现破碎,并逐渐向其深部扩展,在巷道周边出现一个所谓的“松动圈”。
通过××煤矿巷道围岩松动破裂范围探测报告显示,雷达探测测线沿巷道轴向布置,测线位置分别位于巷道左帮、右帮、底板和顶板处,测得西翼轨道大巷横断面围岩松散范围约为2-2.2m ,局部接近 2.5m [1]。
按照巷道围岩松动圈分类,该巷道处于大松动圈中的V 类松动圈中,巷道表现出软岩特征,围岩在经过一段变形之后会进入稳定期[2]。
一般的刚性或普通锚网喷支护难以适应,须采用新型锚喷网或U 型钢可缩支架才能满足要求[3]。
3 支护方案的设计与优化 3.1 实验巷道的支护方案设计针对西翼轨道大巷穿越三煤组段大松动圈、地质条件差的情况,改变支护方式如下[4]:图2 变更前后巷道断面支护图变更前:锚杆采用Φ20×2200mm高强树脂锚杆,顶锚杆配3卷MSK2335锚固剂,帮锚杆配2卷MSK2335锚固剂,预紧力矩为150N·m,锚杆间排距700×800mm ,矩形布置。
ISSN 1671-2900 采矿技术 第20卷 第4期 2020年7月CN 43-1347/TD Mining Technology,Vol.20,No.4 Jul. 2020深部硬岩巷道围岩锚杆支护参数优化与设计*李嘉豪1,廖 泽2,陈延可1(1.江西工业工程职业技术学院能源工程学院,江西萍乡市 337000;2.湖南科技大学资源环境与安全工程学院,湖南湘潭市 411201)摘要:深部硬岩巷道处于高应力条件下,部分矿井巷道围岩岩体本身强度较高、巷道围岩较为稳定、围岩变形量很小,而且受动压影响小,支护方案存在过度支护的问题。
以江西某煤矿−900 m水平深部硬岩胶带石门巷道为研究背景,通过数值模拟分析以及现场工程实践等研究方法对其原支护方案进行设计优化,现场施工监测结果表明,优化后的支护方案能较好地维护巷道的长期稳定,支护强度合理,取得了较好的支护效果,满足了现场生产需要。
关键词:深部开采;硬岩巷道;巷道支护;优化设计0 引 言巷道的安全稳定是保证煤矿安全高效生产的基础,然而,随着巷道埋深的逐步增加,巷道断面不断加大,地质赋存条件越来越复杂,支护方式单一以及沿用传统的支护方案,导致现有的一些矿山存在支护不足和过度支护等问题,因此,巷道围岩的设计支护方案必须不断改进与优化,从而保障巷道围岩稳定,保证煤矿安全生产持续进行。
何满朝等[1]以旗山矿−1000 m联络大巷为研究背景,针对该巷道围岩的变形破坏特点,并利用数值模拟对提出的支护方案进行设计优化,有效地控制了巷道的变形破坏。
高谦等[2]以阳泉矿区一次动压巷道为研究背景,针对该矿的备选支护方案进行多次数值模拟,以此为基础采用灰色理论进行最优方案关联度分析,由此获得最佳支护方案,并成功应用于该巷道的支护。
王卫军等[3]以梅田六矿的软岩巷道变形机制为基础,针对性地提出“锚喷加竹条网”支护方案,同时根据现场的观测反馈,优化了支护的参数,取得了较好的支护效果。
深矿井锚网支护方案优化分析发表时间:2019-11-11T15:59:03.860Z 来源:《基层建设》2019年第22期作者:李鹏飞[导读] 摘要:目前我国开采深度超过1000m的生产(在建)矿井达到47处。
平煤神马建工集团建井一处河南平顶山 467000 摘要:目前我国开采深度超过1000m的生产(在建)矿井达到47处。
在高地应力情况下,煤岩体发生了显著的变化,从脆性变为弹性,岩体内显现出明显的流变、蠕变和膨胀特征。
高地应力和煤岩体特征决定了深部开采矿井将会遇到一些动力灾害,这些灾害主要发生在巷道附近。
因此,深部开采的关键和主要问题就是巷道支护。
锚杆支护技术在中国主要矿区的大面积传播和应用,产生了巨大的技术和经济效益。
关键词:深矿井;锚网支护;松动圈理论;数值模拟;支护方案 1回采巷道锚杆阻力和巷道表面位移监测 1.1矿井回采巷道锚杆阻力和表面位移监测我国某地区矿区,产量3.0Mt/a,地表标高为+521.0m,三水平标高为-700m,目前开采深度已经超过1000m。
-650区段回风平巷采用锚网支护方式,锚杆长度为2.5m,直径为20mm,锚杆间排距为0.8m×0.8m。
锚索采用螺纹钢,直径为15.4mm,长度为6.0m,间排距为2.4m。
在巷道掘进过程中,发现巷道表面变形情况严重,巷道四周向内侧臌包严重。
1.2巷道围岩松动圈测量实践已经证明,松动圈对巷道的稳定性和巷道支护程度具有密切的联系。
松动圈的测量对于选择合理的支护方法和支护参数,减少巷道维护成本具有重要的作用。
实践中采用BA-Ⅱ型松动圈测试仪测定松动圈。
首先,在测点巷道左帮、右帮和顶板钻3个测量孔,注水后放入仪器进行测量。
通过调查发现,巷道左帮、右帮和顶板的松动圈分别为1.6m、1.8m和1.5m。
按照围岩分类标准,巷道所处围岩属于大松动圈围岩。
由于围岩中总存在硬的夹层,或者是弱面、裂隙带等,这将会造成得到的“孔深-速度”曲线带有向上或者向下的尖点,判断松动圈时,要剔除这些异常点,从总曲线的总体趋势上判断。
基于锚杆强度深度优化的大断面巷道支护技术王涛【摘要】基于当前大断面煤巷锚杆支护存在问题的分析,重新认识了锚杆支护机理,设计出能应用于大断面煤巷支护的自适应强度锚杆,同时运用的是FLAC3D有限差分程序模拟分析了锚杆支护参数巷道围岩应力场分布特征及规律.通过在井下进行的试验表明:在掘进大断面巷道时,两帮移近量25.0 mm,顶底板移近量16.6 mm,围岩外形发生剧烈变化,高强度锚杆支护对此能进行有效控制.【期刊名称】《机械管理开发》【年(卷),期】2018(033)006【总页数】3页(P25-27)【关键词】锚杆支护;自适应强度;大断面巷道;预应力;FLAC3D模拟【作者】王涛【作者单位】白洞煤业有限责任公司, 山西大同037000【正文语种】中文【中图分类】TD353.6引言在煤炭开采中,回采工作面设备外形不断变大,其产量及强度显著提升。
这就需要更大的巷道端面,方可确保内部通风、行人及物资运输。
现阶段,回采巷道宽度大约为5~6 m,断面积为15~20 m2,开切眼跨度为10 m,断面积为40 m2[1]。
使巷道断面持续变大,支护难度大增。
在开采煤层厚度较大的综采放顶煤时,通常会增加工作面的过风断面,获得良好的放煤效果,并提升开采量,使井内通风及瓦斯问题得以顺利解决,大采高综放开采趋势成为行业发展的方向。
要加大采高,这肯定会提升回采巷道煤帮高度,由此出现一类高煤帮、大断面巷道。
随着巷道高度的上升,煤帮稳定性会下降,并且其形状也会发生变化,对巷道围岩稳定性产生不利影响。
煤巷支护存在的各类问题,得益于锚杆支护技术的发展及新型支护材料的应用及有效解决,使其获得显著的经济价值[2]。
尽管如此,高煤帮、大断面巷道关系到大采高综放开采,要求必须有更全面、更先进的支护技术。
在这总难度较大的巷道中,如果锚杆支护不够强硬,不会有效支护,围岩外形有巨大变化,支护件受到强大压力而受损,都无法确保巷道的安全。
支护超高煤帮、特大断面煤巷,面临巨大难度,当下进行课题研究,其重心是深入研究大断面高强锚杆支护技术。
第42卷第9期能 源 与 环 保Vol 42 No 9 2020年9月ChinaEnergyandEnvironmentalProtectionSep. 2020 收稿日期:2020-05-12;责任编辑:陈朋磊 DOI:10.19389/j.cnki.1003-0506.2020.09.048作者简介:曹庆华(1982—),男,河南永城人,工程师,2007年毕业于河南理工大学,现从事煤矿管理工作。
引用格式:曹庆华.巷道围岩松动圈测定及支护参数优化[J].能源与环保,2020,42(9):217 219,223.CaoQinghua.Measurementofsurroundingrockloosezoneofroadwayandoptimizationofsupportingparameters[J].ChinaEnergyandEnvi ronmentalProtection,2020,42(9):217 219,223.巷道围岩松动圈测定及支护参数优化曹庆华(河南能源化工集团永煤公司车集煤矿,河南永城 476600)摘要:为了对巷道进行有效支护,确保巷道的稳定性,基于研究巷道实际工程概况,采用电磁雷达法对巷道围岩松动圈进行测试,根据不同测线的雷达探测曲线,得到了研究巷道围岩松动圈级别;优化了巷道支护参数,主要包括顶板锚索、帮锚索、顶帮锚杆、一次喷浆、二次喷浆、道底板圆弧形卸压槽的开挖及底板注浆锚索加固等,并进行了巷道表面位移观测。
研究得出,优化后的巷道支护能够有效控制巷道围岩变形。
关键词:围岩松动圈;支护参数;喷浆;圆弧形卸压槽;注浆锚索中图分类号:TD353 文献标志码:A 文章编号:1003-0506(2020)09-0217-03MeasurementofsurroundingrockloosezoneofroadwayandoptimizationofsupportingparametersCaoQinghua(JujiCoalMine,YongchengCoalCompany,HenanEnergyandChemicalIndustryGroup,Yongcheng 476600,China)Abstract:Inordertoeffectivelysupporttheroadwayandensurethestabilityoftheroadway,basedontheactualengineeringprofileoftheresearchroadway,accordingtotheradardetectioncurvesofdifferentsurveylines,thelevelofloosezoneofsurroundingrockwasob tained.Thesupportingparametersofroadwaywereoptimized,includingroofanchorcable,sideanchorcable,roofandsidebolt,primaryshotcreting,secondaryshotcreting,excavationofarc-shapedpressurereliefgrooveatroadfloorandgroutinganchorcablereinforcementoffloor.Meanswhile,thesurfacedisplacementofroadwaywasobserved,too.Theresearchshowedthattheoptimizedroadwaysupportingcaneffectivelycontrolthedeformationofthesurroundingrockoftheroadway.Keywords:surroundingrockloosering;supportingparameters;grouting;arc shapedpressurereliefgroove;groutinganchorcable0 引言随着煤矿快速发展,特别是穿过断层破碎带、巷道断面大、地质条件恶化、地压大、采深大的巷道,一般的巷道支护已经不能满足深部破碎的巷道,出现了难支护、支护效果差等特征,严重影响了矿井的安全生产。
煤矿深部巷道锚杆支护优化设计研究胡胜飞;李永超;刘明谦;赵学军【摘要】针对深部巷道复杂的应力环境和多变的围岩性质,对深部巷道围岩的稳定特征进行了数值模拟和数据分析,为深部巷道锚杆支护提供了理论依据,并对锚杆支护参数进行了优化设计,确保了深部巷道支护的最优化和长期稳定。
%In view of the complex stress environment and changeable surrounding rock properties in deep roadway, this article carries out numerical simulation and data analysis to deep roadway surrounding rock stability, which provides a theoretical basis for deep roadway bolting, and the bolt support parameters are optimized, thus ensuring the optimization and long-term stability of the deep roadway bolting.【期刊名称】《价值工程》【年(卷),期】2015(000)020【总页数】3页(P110-112)【关键词】煤矿;深部巷道;锚杆支护;优化设计【作者】胡胜飞;李永超;刘明谦;赵学军【作者单位】枣庄矿业集团蒋庄煤矿,枣庄277519;枣庄矿业集团蒋庄煤矿,枣庄277519;枣庄矿业集团蒋庄煤矿,枣庄277519;枣庄矿业集团蒋庄煤矿,枣庄277519【正文语种】中文【中图分类】TD3220 引言我们国家经济的不断发展以及人民生活水平的不断提高和发展,离不开煤炭部门的支持,也正是由于我国对煤炭长期大量的需求,浅层地表煤炭资源已经所剩无几了,为了保证煤炭开采的质量和数量,我们现在对于深部巷道的煤炭挖掘需求呈现出越来越大的趋势。