北皂煤矿油页岩上行开采对软岩巷道的影响分析及支护对策
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深部软岩巷道支护耦合转化技术研究页数:7
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主要巷道支护技术研究措施页数:24
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关于软岩支护技术页数:33
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软岩巷道支护技术研究进展页数:19
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煤矿软岩巷道支护技术的研究及发展页数:6
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海域(矿压)复杂地质条件下巷道支护研究与应用
海域井底车场及 首 采 区位 于海域 构造 盆 地一侧 ， 本 区内以断裂构造为主 ， 断层 多数 为高角度 构造 ， 张性 断裂较发育 ， 断层带多为泥 岩、 质泥岩 、 钙 泥灰岩 、 煤及 砂岩碎屑重新胶 结或半胶结 。实 际揭 露断层 的数量远 多于勘探控制的 断层数 量 ， 揭露 了不 同地 质 时间断 并 层间的切割 ， 域工 程初 期揭 露 大小 断层 ５ 海 Ｏ多 条 ， 表 明海域扩大区构造 应力和地质成 因比陆地相对复杂。
参考文献 ：
［ ］ 砌体结构设计手 册（ 三版 ） 北京 ： １《 第 ＞ 中国建筑工业 出版社 ，
２０ ０ ２．
［ ］ 砌体结构设计规范》 Ｇ ０ ３ ２０ ） 北京 ： ２《 （ Ｂ５ ０ — ０ １ ． ０ 中国建筑工业 出 版社 ，０ ２ ２０ ． ［］ ３ 东南大学 、 郑州工学 院． 砌体结 构） 第二 版 ） 《 （ ．北京 ： 国建 筑 中
工业 出版 社 ，０ ２ ２ｏ ．
１２ ７
பைடு நூலகம்东 舛枝 撼晨
２ ０ 第４ ０年 期 １
２ 开拓 初期巷 道 围岩 控 制情况
２ １ 煤 油 层巷道 ． 陆地支护条件 较好 的煤 油 及 煤。 板 岩层 中 ， 顶 采用锚喷支护 即可满 足要求 ， 进入海 域后锚 喷支护难 以满足支护要求。回风井探 巷沿煤 顶板施 工锚喷支 护 ２６ 掘后发生了较 大变形 破坏 ， １ｍ， 进行 了返修处 理 ； 泵房变 电所及通道 在煤， 板 中采用 锚喷锚 索做一 次 顶 支护 ， 施工巷道 １６ 掘巷 高度 为 ２ ８ 二 次支 护前 ２ ｍ， ． ｍ， 支设木垛维护条件下 ， ２个月 后硐室顶底 板基本 闭合 ， 全部进行 了返修处理 。 ２ ２ 煤 层巷道 ． 陆地支护条件相对较好 的煤 中， 层 采用锚 喷或棚 喷支护 即可满足要求 ， 在海域 皮带井 及皮带联 络巷揭 露该层后 ， 所施 工 的巷道压 力显现 十分 明显 。海 域皮 带井进入全煤后采用 ．ｍ料石 圆碹施 工巷道 ７ ｍ， ７ ０ 巷道顶板 压力较 大 ， 掘后 ２ ｄ内，８ ０ ３ ｍ碹顶压平 ， 进行 了返顶处理 ； 在海域皮 带运输 联络巷全煤 中采用 Ｕ棚 喷支护施工巷道 １６ 全部进行返修 。 ７ ｍ， ２ ３ 煤： ． 顶板 至油： 板 穿层巷 道 底 陆地支 护条件 相对 较差 的油 底板至 煤： 板 的 顶 层位 ， 进入海域 后支 护更 加 困难。采用砌 碹支 护基本 上是随掘随返 ， 尽管后期皮带井采用导硐施工工艺 ， 也 只是解决了随掘随 返问题 ， 巷道破坏 严重 。海域 皮带 运输联络巷在该 层位 中施工 采 用棚距 为 ６０ ｍ的全 ０ｍ 封闭 Ｕ ５钢棚、 ２ 铁背板壁后充填 ２ ０ ｍ 厚混凝土 的支 ０ｍ 护方式 ， 也不能 解决 在 该层 位 中 的支护 ， 仍需 进行 返 修。至 ２ ０ ０４年初在该层位 中施工巷道 １５ ｍ， ３ ７ 已返修 和需返修的巷道 １１ ｍ， ２ ｌ 占返修巷道的 ６ ．％ ， ４ ２ 占在该 层位中施工巷道 的 ８ ． ％。 ９２
深部软岩巷道耦合支护技术的研究
强 彩 胀 蒜 装 菱 一 １ ｌ 商 底 力 ＿整 体 性＿ 警 羹 、 ｝ １ ． ．
艺 一兰 彗 譬 一 篆 ｌ
ｌ
立体双桁架支护可以解 决围岩变形速率持续变化的现象发生 。 此， 研究锚 网索 一围岩 一桁架耦合作 用是非常重要 的 ， 下 面就 介
绍一 下 原 理 和 过 程 。
３ ． １立体双桁架的作 用 立体 双桁 架 的作用 ： 是可 以利 用钢架 的优 点 ， 通过力学设计 转 化其普通钢架 的缺点。 它是一种全封闭 、 整体式 的力学结构 ， 其受力
情况 如图 ｌ 、 ２ 所示 。
３ ． ２ 锚 网索 一桁 架 耦 合 作 用 的 原 理 锚 网索 一 桁架耦合支护技术原理 ， 是利用预留变形空间的柔性 锚网耦合支护 ， 来释放 围岩 中的膨胀 能 ， 以达到增强支护体整体性 、 阻止有害变形及提高支护强度的 目的 ， 具体如 图 ３所示 。 ４耦合支护的高应 力转化效应 耦合支护 的高应 力转化效应是使 支护系统达 到最佳耦 合支护 状态， 巷道围岩高应力 区发生转移 ， 实现支护体受力与 围岩变形 的均 匀化 ， 如图４ 。 结 束 语 随 着 煤 矿 开 采深 度 的不 断增 加 ， 开 采 高 应 力 巷 道 围岩 的支 护 问 题， 也越 来越受 到关 注 ， 因为， 这 被认 为是 煤矿巷 道支 护 的一个难 题 。要想使围岩均匀受力， 达到耦合 变形 的 目的， 只有 围岩压力 与支
・
ｌ ４ ６ ・
科 技 论 坛
深部软 岩巷道耦 合支护技术 的研 究
张 健
（ 龙 口矿 业 集 团北 皂煤 矿 ， 山东 龙 口 ２ ６ ５ ７ ０ ０ ） 摘 要： 本 文对 深 部 软 岩 巷 道耦 合 支护 技 术进 行 研 究 ， 达到 对 深 部 巷 道 围岩 变 形进 行 有 效控 制 的 目的 ， 实现 安 全 、 高效地生产。 关键词 ： 深部 软 岩 巷 道 ； 耦 合 支护 技 术 ； 巷 道 变形 ７ ０ ０
煤矿软岩巷道结构稳定性分析
等现 象 ， 急 剧 变形 。 产生 ２ 影 响 巷 道 稳 定 的 因 素
响， 对最佳支护时间进 行 了初步 的探讨。
关键词
北皂煤矿位于 龙 口矿 区西北部 ， 北部 紧邻渤 海 ， 陆地东 西长 ６ ｍ， ｋ 南北宽 １５ ｍ ．ｋ 。矿 井地质构造复杂 ， 井田内以断裂 构造 为主 ， 为走 向近东西的正断层 。 多
巷道开挖以后 ， 有的天然应 力状 态被破坏 ， 原 围岩 中应 力重新分布 ， 向应力增大的同时 ， 向应力 减小 ， 切 径 并在硐壁
处达到极限。这 种变化促使 围岩向巷道 内空 区变 形 ， 围岩本
身的裂隙发生扩 容和扩展 ， 力学性质 随之不断恶化。在围岩 应力条件下 ， 切向应 力在 硐壁 附近发 生高度集 中， 致使这 一 区域岩层而进 入塑性工作状态。进入塑性状态的围岩称 为
面埋没得出两帮内挤量 如表 ２所示。 表 ２ 各断面两帮内移量表
断 面 天 数 ／ ｄ ｌ ９ ５ ２ ８ ４ ３ ７ ５ ４ ６ ２ ５ ５ ０
理论与实践表明 ， 软岩巷道 为取得 好的支护 效果 ， 二 其 次支护最佳支护时间的确定是软岩控制的关键技术之一。
＜８ｌａ 是典 型 的 软岩 蠕 变 地 层 。 １ ， Ｖ Ｐ １１ 巷 道 全 断 面 收 缩 ．
（） １ 围岩 的力学 性质。 围岩的 力学 性 质与 工程特 性较
差， 岩体 内部节理裂 隙发育 ， 致使岩 体强底 较低。巷道在动 压作用下 ， 围岩的破 碎地 区范围扩 大， 使岩 层在更 大范围 内 与水接触 ， 产生更显著的鼓胀 软化 ， 岩层性 质进一 步恶化 ， 引
１２ 顶板 下 沉 ．
但在脱水干燥后再 次浸水便 会发生 鼓胀 ， 因此 ， 软岩巷 道掘 出后 ， 应及时封闭围岩 ， 以保持围岩 稳定 。
响， 对最佳支护时间进 行 了初步 的探讨。
关键词
北皂煤矿位于 龙 口矿 区西北部 ， 北部 紧邻渤 海 ， 陆地东 西长 ６ ｍ， ｋ 南北宽 １５ ｍ ．ｋ 。矿 井地质构造复杂 ， 井田内以断裂 构造 为主 ， 为走 向近东西的正断层 。 多
巷道开挖以后 ， 有的天然应 力状 态被破坏 ， 原 围岩 中应 力重新分布 ， 向应力增大的同时 ， 向应力 减小 ， 切 径 并在硐壁
处达到极限。这 种变化促使 围岩向巷道 内空 区变 形 ， 围岩本
身的裂隙发生扩 容和扩展 ， 力学性质 随之不断恶化。在围岩 应力条件下 ， 切向应 力在 硐壁 附近发 生高度集 中， 致使这 一 区域岩层而进 入塑性工作状态。进入塑性状态的围岩称 为
面埋没得出两帮内挤量 如表 ２所示。 表 ２ 各断面两帮内移量表
断 面 天 数 ／ ｄ ｌ ９ ５ ２ ８ ４ ３ ７ ５ ４ ６ ２ ５ ５ ０
理论与实践表明 ， 软岩巷道 为取得 好的支护 效果 ， 二 其 次支护最佳支护时间的确定是软岩控制的关键技术之一。
＜８ｌａ 是典 型 的 软岩 蠕 变 地 层 。 １ ， Ｖ Ｐ １１ 巷 道 全 断 面 收 缩 ．
（） １ 围岩 的力学 性质。 围岩的 力学 性 质与 工程特 性较
差， 岩体 内部节理裂 隙发育 ， 致使岩 体强底 较低。巷道在动 压作用下 ， 围岩的破 碎地 区范围扩 大， 使岩 层在更 大范围 内 与水接触 ， 产生更显著的鼓胀 软化 ， 岩层性 质进一 步恶化 ， 引
１２ 顶板 下 沉 ．
但在脱水干燥后再 次浸水便 会发生 鼓胀 ， 因此 ， 软岩巷 道掘 出后 ， 应及时封闭围岩 ， 以保持围岩 稳定 。
北皂煤矿海域软岩层中巷道的支护——海域皮带暗斜井导硐法施工的应用
考依据 。
２ １ 第６ ０年 期 １
童 舛技 堪蔗
ｌ ３
前施 工时 ， 改变 以往传统随掘随砌 的施工 工艺 ， 改用先 工字钢棚导硐 ， 后扩刷砌 碹 的方法施工 。每次导 硐施 工 长度不少于 ２ ｍ， ５ 待工 字钢棚 导硐底 鼓达 到一 定程 度， 围岩压力释 放 以后 ， 回头 由外 向里 扩刷砌 碹 ， 再 进 行永久 支护。为提高碹 体支护强度 ， 又采取 了一 些辅 助措施 ： 碹体壁 后采用 喷砼 充填 ， 使碹 体 承压均衡 ， 增
构件齐全 ， 卡缆扭力不 小于 ３ ０ ．Ｉ ０ Ｎ １。 Ｉ
３ ２ ３ 喷 射混凝 土 ．．
加好 ｕ型钢棚后 ， 时喷浆封闭 ， 应及 喷浆前要 冲刷 岩面 ， 喷浆顺序 为先墙后拱 ， 自下 而上 ， 喷后 ７天 内每 小班洒水养护 ， 以提高混 凝土的强度 。
４ 效 果分析
所加好 的 Ｕ型钢棚顶 、 帮各埋有收敛仪 ， 经过几个 月的观察 ， 变形量微 小 ， ５ ｒ 仅 ０ ｍ。此 方案较 为成 功 的 ａ 在涡北矿实施 ， 为相 同条 件情况 下掘进 巷道 提供 了参
１ ２
童 斜技 瞧晨
２１年 期 ０１ 第６
北 皂煤 矿 海 域软 岩层 中巷 道 的支 护
— —
海域皮 带暗斜井导硐法施工 的应用
袁 文 杰 ， 鸿祥 马
（ 口矿 业 集 团 北皂 煤 矿 ， 东 龙 口 ２ ５ ０ ） 龙 山 ６ ７ ０
摘
要
在含油泥岩 中掘进 时， 采取 了下列措施： 自迎 头向前施工 对， 改变以往传统随掘随砌的施工工 艺， 改用先工 字钢棚导硐 ， 后扩刷 砌碹的
放剧烈 ， 加剧 了巷道 的破坏 。
１０ ｍ， 久支 护形式 为 ３ ７ ３０ 永 ． ｍ料 石 圆碹 。 由于 受开
２ １ 第６ ０年 期 １
童 舛技 堪蔗
ｌ ３
前施 工时 ， 改变 以往传统随掘随砌 的施工 工艺 ， 改用先 工字钢棚导硐 ， 后扩刷砌 碹 的方法施工 。每次导 硐施 工 长度不少于 ２ ｍ， ５ 待工 字钢棚 导硐底 鼓达 到一 定程 度， 围岩压力释 放 以后 ， 回头 由外 向里 扩刷砌 碹 ， 再 进 行永久 支护。为提高碹 体支护强度 ， 又采取 了一 些辅 助措施 ： 碹体壁 后采用 喷砼 充填 ， 使碹 体 承压均衡 ， 增
构件齐全 ， 卡缆扭力不 小于 ３ ０ ．Ｉ ０ Ｎ １。 Ｉ
３ ２ ３ 喷 射混凝 土 ．．
加好 ｕ型钢棚后 ， 时喷浆封闭 ， 应及 喷浆前要 冲刷 岩面 ， 喷浆顺序 为先墙后拱 ， 自下 而上 ， 喷后 ７天 内每 小班洒水养护 ， 以提高混 凝土的强度 。
４ 效 果分析
所加好 的 Ｕ型钢棚顶 、 帮各埋有收敛仪 ， 经过几个 月的观察 ， 变形量微 小 ， ５ ｒ 仅 ０ ｍ。此 方案较 为成 功 的 ａ 在涡北矿实施 ， 为相 同条 件情况 下掘进 巷道 提供 了参
１ ２
童 斜技 瞧晨
２１年 期 ０１ 第６
北 皂煤 矿 海 域软 岩层 中巷 道 的支 护
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海域皮 带暗斜井导硐法施工 的应用
袁 文 杰 ， 鸿祥 马
（ 口矿 业 集 团 北皂 煤 矿 ， 东 龙 口 ２ ５ ０ ） 龙 山 ６ ７ ０
摘
要
在含油泥岩 中掘进 时， 采取 了下列措施： 自迎 头向前施工 对， 改变以往传统随掘随砌的施工工 艺， 改用先工 字钢棚导硐 ， 后扩刷 砌碹的
放剧烈 ， 加剧 了巷道 的破坏 。
１０ ｍ， 久支 护形式 为 ３ ７ ３０ 永 ． ｍ料 石 圆碹 。 由于 受开
B090201 浅谈软岩巷道的破坏原因及对策
浅谈软岩巷道的破坏原因及对策单世东【徐州机电技工学校，江苏徐州 221131】摘要分析了软岩巷道破坏的主要原因，提出了软岩巷道支护的对策，即软岩巷道必须采取综合支护措施。
关键词软岩破坏综合支护-----------------------------------------------------------------------1 引言岩石工程学界至今未能就软岩的概念达成共识。
有的指岩石，把单轴抗压强度为0.5～25MPa的泥岩、砂页岩及泥灰岩和变质岩类的片岩、页岩及煤系地层等类岩石称之为软岩；有的指岩体，将软岩定义为“强度低、空隙大、胶结程度差、受结构面切割及风化影响或含有大量易膨胀粘土矿物的松、散、软、弱岩层（体）”。
本文沿用我国煤炭系统的习惯，把抗压、抗剪切强度低，成岩胶粘程度差，受构造力影响层理、节理发育，易风化、破碎或含有易膨胀性物质，对井巷支护影响大的岩石统称为软岩。
软岩巷道开挖后具有显著塑性变形，其岩体力学性质主要表现为非线性变形力学特性，这种特性极易造成巷道矿压显现，导致围岩破坏，造成巷道冒顶事故。
长期以来，软岩巷道维护一直是煤矿生产建设中的难题，在软岩内布置巷道，围岩变形大，稳定性差，使巷道掘进和支护十分困难，而且屡遭破坏，需经常维护和返修，严重影响矿井的安全和正常生产。
2 软岩巷道破坏原因分析软岩巷道发生破坏、导致冒顶事故的原因是多方面的，从理论上分析主要原因是支护体的支撑力与软岩矿压作用在支护体上的力不能保持相对的平衡达不到合理控制矿压等因素所致。
2.1 地质因素①岩石自身松软破碎、自承能力差是软岩巷道发生变形破坏的主要因素；②巷道开挖后围岩应力分布不均匀、高应力集中是围岩变形破坏的荷载因素。
2.2 支护设计方面的因素（1）刚性支护软岩巷道由于其岩石松软，巷道开挖后围岩即发生变形、位移和破坏，而且其变形移动和破坏可能是多次重复的，导致巷道支护体系迅速破坏，经常造成前掘后维的局面，不断提高支护刚度，增加了支护成本，而取得效果甚微。
注浆方法加固采区巷道施工
注浆方法加固采区巷道施工摘要以北皂煤矿四采区回风巷道为例,分析论述了采区巷道变形破坏的原因及注浆法加固巷道围岩的机理,介绍了注浆法加固围岩的施工工艺,并针对注浆法加固巷道围岩存在的问题提出了改进方法。
关键词注浆加固围岩变形破坏采区巷道1注浆法加固围岩机理及必要性注浆法加固围岩,就是针对采场及巷道内裂隙较为发育而难以维护的破碎顶板及帮部,在顶板来压前预先向裂隙内注入固化材料,以改善围岩的力学性能,提高岩体自身的强度,从而改善巷道的维护状况。
四采区上部有一条SE方向的张性背斜轴,由于它的影响,造成四采区上部煤体节理相当发育,而其回风巷正布置在这一区域内。
与四采区上部回风巷毗邻的是4201-1工作面,该工作面的材料巷与四采区上部回风巷平行,间距44m。
由于4201-1工作面采动的影响,四采区上部回风巷740m的锚喷巷道有400m已严重变形、掉顶、片帮,最后不得不重新架设U型钢棚;剩下的340m巷道虽没有架设U型钢棚,但喷层大部分也出现了裂纹,且发生不同程度的变形。
造成巷道变形的原因主要有两方面:①由于采动的影响,巷道压力增加;②由于煤体本身节理极发育,煤体的裂隙多,在采动影响下,裂隙继续扩展,松动圈扩大,造成巷道围岩自身承载能力降低。
因此,锚喷支护在顶板来压时,喷层破裂、脱落,顶板下沉,甚至连架设U型钢段的棚体都产生严重变形。
对于破坏严重的巷道,传统的方法只能是加密U型钢支护,这样做不但消耗大量的人力、物力,而且效果也不好。
经过分析论证,并结合已有的软岩支护技术成果,认为通过向支护体后注入具有固化作用的浆液提高围岩的整体性,进而提高围岩自身的承载能力,可达到减轻巷道破坏程度的目的。
2注浆材料的选择目前国内外主要采用高水速凝材料为固化材料,它具有可泵、速凝、早强等固化材料所需的特性。
水泥浆、水玻璃的混合物不仅具有固化材料所需要的主要特性,且价格低廉;另外,我矿现有的TBW-50/15泥浆泵能达到注浆要求的泵压,故选择以水泥、水玻璃的混合物作为加固围岩的注浆材料。
软岩矿井采区巷道优化设计
软岩矿井采区巷道优化设计随着矿业开采技术的不断发展，软岩矿井的开发和采矿也逐渐成为矿业领域的热点。
软岩矿井采区的巷道设计是软岩矿井开采中不可忽视的重要环节，巷道设计合理与否，直接关系到矿井开采效率和安全生产。
软岩矿井采区巷道优化设计成为研究的热点之一。
软岩矿井采区巷道的优化设计，需要兼顾科学技术和实际情况，确保矿井的安全生产，提高开采效率。
本文将从巷道设计的影响因素、优化设计的方法和实际应用方面进行探讨。
一、巷道设计的影响因素1.地质条件软岩矿井采区的地质条件十分复杂，不同的地质条件对巷道设计产生不同的影响。
地质条件包括地层岩性、断裂构造、地下水情况等，这些因素对巷道的稳定性和安全性有着直接的影响。
2.采矿方式软岩矿井的采矿方式有液压控制长壁采煤、矿场开采、房柱法采煤等多种方式，不同的采矿方式需要设计不同类型的巷道。
液压控制长壁采煤需要设计支护良好的巷道，以保证矿井的安全稳定。
3.巷道用途软岩矿井的巷道用途多种多样，包括通风巷道、采空巷道、运输巷道等。
不同的巷道用途对巷道的设计参数和要求都有所不同，需要根据具体用途进行优化设计。
4.支护技术软岩矿井采区巷道设计需要根据不同的支护技术来确定巷道的尺寸、形状和支护措施。
采用岩体注浆支护的巷道与采用煤柱支护的巷道在设计上有所不同。
5.巷道交通软岩矿井的采区巷道需要适应复杂的地形和地质条件，巷道交通的畅通对于矿井的生产和管理都至关重要。
二、巷道优化设计方法1.合理确定巷道断面软岩矿井的巷道断面形状和尺寸的选择需要结合地质条件和采矿方式来进行合理确定。
需要考虑到巷道的稳定性、通风、运输等方面的需求，综合分析得出最佳的断面形状和尺寸。
2.优化支护措施软岩巷道的支护措施是巷道设计中的关键环节。
需要充分考虑地质条件、巷道用途、支护材料等因素，选择合适的支护措施，确保巷道的稳定性和安全性。
3.合理布置巷道软岩矿井的巷道布置需要根据地质条件和采矿方式进行合理布置，避免因为巷道布置不当导致巷道的塌方、垮塌等问题。
北皂煤矿
建设数字化矿山 打造本质安全型矿井
龙矿集团北皂煤矿
北皂煤矿是全国第一个实施海下采煤的矿井， 属于典型的软岩矿区，地质条件十分复杂，尤其随 着开采水平的不断延深，三个水平作业，点多、线 长、面广、环节多，安全管理的矛盾日益突出。为 了保证矿井安全生产，特别是保障海下采煤万无一 失。近几年，我们坚持依靠科技进步，充分发挥信 息化技术优势，打造数字化矿山，全面提升矿井安 全保障能力，收到了良好效果。
3.4吨提高到5.2吨；原煤产量由148万吨增长到240
万吨，实现了矿井模式由劳动密集型向技术密集型
的转变。另一方面，使矿井安全程度越上了新台阶，
实现了对“人和物”等安全关键因素的有效监控，
使工人的各项活动、现场作业环境和机电设备运行
状况都置于“阳光”之下，促使员工作业行为走上
规范化，提升了安全质量标准化水平，大幅度降低
供电自动化系统。
通过对井下馈电开关的电力参数、分合闸状 态进行在线监测，在地面完成停送电操作，使井 下变电所设备实现“三遥”。同时还可以实现各 开关电压、电流、功率、定值、电量等数据的远 程监测和查询功能。目前，我矿已成功对－175 东部、西部变电所、海域中央变电所、海域上部 变电所实行地面集控，撤销了岗位工，实现无人 值守。
人员定位系统图
（二）生产过程自动化平台
我们在发展安全监测系统的同时，着手矿井 自动化系统的规划和建设。为解决自动化系统传 输“高速公路”的畅通和兼容性，我们设计并搭 建工业以太环网和综合自动化控制平台，并配合 工业电视监视系统及漏泄通讯系统，按照“以太 环网+现场总线”的控制模式，建成了生产过程 自动化平台。该平台包括皮带自动化、轨道自动 化、供电自动化、排水自动化、通风自动化、选 煤自动化等六个自动控制子系统。
龙矿集团北皂煤矿
北皂煤矿是全国第一个实施海下采煤的矿井， 属于典型的软岩矿区，地质条件十分复杂，尤其随 着开采水平的不断延深，三个水平作业，点多、线 长、面广、环节多，安全管理的矛盾日益突出。为 了保证矿井安全生产，特别是保障海下采煤万无一 失。近几年，我们坚持依靠科技进步，充分发挥信 息化技术优势，打造数字化矿山，全面提升矿井安 全保障能力，收到了良好效果。
3.4吨提高到5.2吨；原煤产量由148万吨增长到240
万吨，实现了矿井模式由劳动密集型向技术密集型
的转变。另一方面，使矿井安全程度越上了新台阶，
实现了对“人和物”等安全关键因素的有效监控，
使工人的各项活动、现场作业环境和机电设备运行
状况都置于“阳光”之下，促使员工作业行为走上
规范化，提升了安全质量标准化水平，大幅度降低
供电自动化系统。
通过对井下馈电开关的电力参数、分合闸状 态进行在线监测，在地面完成停送电操作，使井 下变电所设备实现“三遥”。同时还可以实现各 开关电压、电流、功率、定值、电量等数据的远 程监测和查询功能。目前，我矿已成功对－175 东部、西部变电所、海域中央变电所、海域上部 变电所实行地面集控，撤销了岗位工，实现无人 值守。
人员定位系统图
（二）生产过程自动化平台
我们在发展安全监测系统的同时，着手矿井 自动化系统的规划和建设。为解决自动化系统传 输“高速公路”的畅通和兼容性，我们设计并搭 建工业以太环网和综合自动化控制平台，并配合 工业电视监视系统及漏泄通讯系统，按照“以太 环网+现场总线”的控制模式，建成了生产过程 自动化平台。该平台包括皮带自动化、轨道自动 化、供电自动化、排水自动化、通风自动化、选 煤自动化等六个自动控制子系统。
软岩下部煤层开采对上部巷道影响规律实测分析
１ 开 采边界 外上 方 空 间采动应 力分 区
一
、
‘ 呆动应力 ，
采动 力 ． 高 应 零 区
显著升高 区 ； ！ ：： ｌ ｌ ｌ 、 ：：－ ：．１ ：： ｉｒ Ｊ ＿ 、 ： ㈡
，
：
＿ ＿
，ｙ ，
： ： ： ’
１ ＜
布和岩层移 动二者 的概 念上讲 ， 岩层移 动 角范 围以 内 是采动应力 明显显 现 的范 围， 在采动 应力作 用下 岩 是 体进入塑性 变形破 坏的范围。
２ ２ 定量 分析 ．
０ ＝ ｒｇ ２ ａｃ ｔ
Ｊ
＝１．。 ６３。此 区域 内 ， 用在煤 岩体 上的 作
的关 系， 总结 了下部媒 开采边 界外煤：层顶板及媒２ 层 层巷道 围岩 变形规律 ， 以达到寻求保 护巷道 的方 法和保障巷道在采 动影响期 闯使用 状
态 的 目的 。
关键词 下部煤层 开采 中图分 类号 Ｔ ３ ２ Ｄ２
采 动应力 上部巷道 影响规律 文献标识码 Ａ
北皂煤矿下部煤 层开采初期 ， 由于地 质条 件的复 杂性 、 有许 多在 煤 采影 响边界 （ 移角 ） 开 岩 以外 的巷 道受 到采动影 响而破坏 ， 尤其煤 顶板 和煤： 中的巷 层 道受采 动影响 十分敏感 。
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当巷道位 于采动 应力显 著 升高 角 ０ 与采 动应 力 强烈升高角 （ 峰应力 角 ） 间 区域 ， 图 １所 示 ， 高 ０之 如
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布和岩层移 动二者 的概 念上讲 ， 岩层移 动 角范 围以 内 是采动应力 明显显 现 的范 围， 在采动 应力作 用下 岩 是 体进入塑性 变形破 坏的范围。
２ ２ 定量 分析 ．
０ ＝ ｒｇ ２ ａｃ ｔ
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的关 系， 总结 了下部媒 开采边 界外煤：层顶板及媒２ 层 层巷道 围岩 变形规律 ， 以达到寻求保 护巷道 的方 法和保障巷道在采 动影响期 闯使用 状
态 的 目的 。
关键词 下部煤层 开采 中图分 类号 Ｔ ３ ２ Ｄ２
采 动应力 上部巷道 影响规律 文献标识码 Ａ
北皂煤矿下部煤 层开采初期 ， 由于地 质条 件的复 杂性 、 有许 多在 煤 采影 响边界 （ 移角 ） 开 岩 以外 的巷 道受 到采动影 响而破坏 ， 尤其煤 顶板 和煤： 中的巷 层 道受采 动影响 十分敏感 。
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当巷道位 于采动 应力显 著 升高 角 ０ 与采 动应 力 强烈升高角 （ 峰应力 角 ） 间 区域 ， 图 １所 示 ， 高 ０之 如
软岩巷道研究及治理
软岩巷道研究及治理⼀、软岩巷道研究及治理（⼀）软岩巷道核⼼研究、治理技术要点属新⽣代第三纪褐煤，煤系地层属中侏罗系上统扎赉诺尔群⼤莫拐河组和伊敏组，其中⼤莫拐河组的中部含煤段为本区主要含煤岩段。
煤层顶底板岩性松软破碎，属低强度、弱胶结、强膨胀、⼤变形的岩体，砂质泥岩层间弱层抗剪强度低，且遇⽔易泥化，对巷道稳定性不利，是我国典型的膨胀软岩矿区之⼀。
随着开采向深部发展，软岩⽀护的技术难题⽇益显现。
⽣产过程中，巷道变形破坏严重，其表现形式为锚杆体被拉断、托盘失效、粘接失效、锚空失效等，以局部围岩破坏造成的锚空失效为主。
翻修率已达到矿井总在籍巷道的50%以上，部分采准巷道甚⾄出现3～4次重复翻修，回采巷道出现前掘后翻现象。
采⽤软岩巷道围岩控制调研、煤岩物理⼒学性质实验室试验、现场⼯程⽰范试验等⽅法，产学研相结合的⽅式，开展项⽬研究与试验⼯作。
为了弄清主采煤层及其顶、底板岩层的煤、岩物理⼒学性质，对围岩稳定性评价及围岩稳定性分级提供依据，对煤、岩物理⼒学性质进⾏测试。
1.煤、岩物理⼒学性质（1）煤的物理⼒学性质分别测试煤样的视密度、真密度、含⽔率、单轴抗拉强度、单轴抗压强度、弹性模量、泊松⽐、内聚⼒和内摩擦⾓。
试验成果为：视密度平均值为1357.15 kg·m-3。
真密度平均值为1364.96 kg·m-3。
含⽔率平均值为0.78%。
三轴压缩试验结果：围压分别为0.2、0.4、0.6Mpa时，轴向破坏应⼒分别为1.427、2.354、4.454 Mpa，内摩擦⾓为35.74°，内聚⼒为0.36Mpa。
单轴抗压强度平均值为5.22 Mpa，弹性模量2.10Gpa，泊松⽐0.27。
单轴抗拉强度平均值为0.63 Mpa。
（2）顶底板岩⽯的物理⼒学性质分别测试煤层及其顶板煤岩⽯的视密度、真密度、含⽔率、单轴抗拉强度、单轴抗压强度、弹性模量、泊松⽐、内聚⼒和内摩擦⾓、浸⽔实验。
试验成果为：视密度为2591.67 kg·m-3。
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