深井软岩巷道支护升级
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千米深井软煤层巷道支护技术随着科技的不断发展,煤矿工程技术也不断更新迭代。
千米深井软煤层的开采对于煤炭行业的发展至关重要,但由于深度较大,地压力较大,煤层运动显著,瓦斯、煤尘等安全问题也较为突出,因此在支护技术方面也提出了更高的要求。
为此,千米深井软煤层巷道支护技术的研究变得十分紧迫。
一、千米深井软煤层的特点千米深井软煤层的地层通常被分为几层,包括厚泥层,泥岩层和软煤层。
与传统的煤层开采相比,这些地层有许多不同点,例如:1. 高地应力,特别是在接近深度的地方,地压力往往超过100兆帕。
2. 地层变形大,巷道开挖后地层会产生极大的变形,将导致地质灾害,如顶板挂帮、顶板垮塌等。
3. 地层煤屑多,易于堆积和产生煤尘。
4. 瓦斯含量高,由于煤层深度越大,瓦斯含量也越大。
因此,采煤过程中产生的瓦斯会引起更大的安全隐患。
以上这些特点使得千米深井软煤层开采变得十分困难。
因此在实践中,需要采用多种手段来加强对其的支护。
二、支护方式和设计原则在千米深井软煤层巷道支护设计中,主要需要考虑的问题包括:(1)支护方式的选择一个合适的支护方式是确保巷道安全、保护煤炭资源、提高煤矿生产效益的前提。
根据巷道的位置、煤层的岩性、顶板的稳定性、侧壁的倾斜度和瓦斯含量等因素,选择不同的支护方式。
最常用的支护方式包括:钢管撑墙支护、锚杆网片支护、锚喷支护、轮廓架式支撑等。
(2)支护材料支护材料需要具备高承载能力、抗变形能力强、施工速度快、长期性好等特点。
目前,常见的支护材料主要包括:水泥注浆、岩棉、钢材等。
(3)支护设计原则对于巷道的支护设计,需要遵循以下几个原则:1. 最小化开挖规模:根据巷道应力分布特点进行适当调整,减少煤层破坏面积,缩小巷道开挖规模。
2. 强化支护物料:采用合适的支护体系和支护物料,加大支护厚度,提高其整体受力性能。
3. 优化支护结构:综合考虑地质、矿井参数等因素,合理确定支护结构和支护材料,提高巷道支护的稳定性。
那龙矿区软岩巷道支护技术总结及建议那龙矿区是一个具有重要战略意义的煤矿区,位于中国山西省晋城市阳城县。
该矿区的软岩巷道支护技术一直是该矿区工程建设的重点和难点。
本文将对那龙矿区软岩巷道支护技术进行总结,并提出建议。
一、那龙矿区软岩巷道支护技术总结1. 工程背景那龙矿区是一个典型的软岩煤矿,地质条件复杂,巷道支护难度大。
在巷道支护过程中,常常会出现巷道变形、支护失效等问题,给矿区的生产和安全带来了很大的隐患。
2. 工程方案针对那龙矿区软岩巷道支护难题,矿区工程技术人员采用了多种支护技术,包括钢筋网片加注浆、锚杆网片加注浆、钢筋网片加锚杆、锚杆网片加钢筋等多种组合方式。
通过对比试验和实际工程应用,最终确定了钢筋网片加锚杆的支护方案。
3. 工程效果采用钢筋网片加锚杆的支护方案后,那龙矿区软岩巷道的支护效果得到了显著提高。
巷道变形率降低了50%以上,支护失效率降低了80%以上。
同时,该方案还具有施工简便、成本低廉等优点。
二、建议1. 加强地质勘察针对那龙矿区软岩巷道支护难题,需要加强地质勘察工作,深入了解地质条件和巷道变形机理,为巷道支护方案的制定提供科学依据。
2. 探索新型支护技术钢筋网片加锚杆的支护方案虽然效果显著,但仍存在一定的局限性。
因此,需要进一步探索新型支护技术,如钢筋混凝土喷射支护、纤维增强复合材料支护等,以提高巷道支护效果和施工效率。
3. 加强施工管理巷道支护工程的施工管理是保证工程质量和安全的关键。
因此,需要加强施工管理,制定科学合理的施工方案,加强施工人员培训和安全教育,确保施工过程中的安全和质量。
4. 加强技术交流那龙矿区软岩巷道支护技术的研究和应用是一个不断探索和创新的过程。
因此,需要加强技术交流,与其他矿区和科研机构进行交流和合作,共同推动巷道支护技术的发展和进步。
总之,那龙矿区软岩巷道支护技术的研究和应用是一个不断探索和创新的过程。
只有加强地质勘察、探索新型支护技术、加强施工管理和技术交流,才能不断提高巷道支护效果,保障矿区的生产和安全。
软岩巷道支护技术现状及发展趋势白垩系、侏罗系地层弱胶结软岩巷道支护问题是西部地区矿井建设亟需解决的重要工程技术难题。
以西部地区弱胶结软岩巷道支护问题为工程背景,从软岩巷道变形破坏理论、支护理论和现有支护技术等方面进行了归纳总结,结合西部地区弱胶结软岩巷道的变形特性和支护难点,分析了目前巷道变形破坏理论、支护理论及现有支护技术存在的问题,指明未来弱胶结软岩巷道支护技术应在现有支护理论的基础上,开展多层次、全方位的耦合支护理论,支护技术应逐渐向空间耦合、锚网索喷架联合支护技术发展。
标签:煤矿;软岩巷道;变形;锚喷支护;联合支护引言软岩包括工程软岩和地质软岩两大类,其中工程软岩是指巷道开挖过程中因施工扰动、风化、浸水等外力作用形成的具有胶结性差、易风化、软化系数低、自稳能力差等特点的一类岩体[1]。
我国西部地区矿井建设中,穿过的白垩系志丹群、侏罗系安定组、直罗组和延安组地层,具有富水性强、岩性软弱、地址条件复杂等特点。
其中安定组含水软岩层和延安组含水砾岩层为弱胶结软岩巷道施工工程的技术难点。
因此以西部地区弱胶结软岩巷道支护工程为研究对象,提高含水条件下软岩巷道的支护强度、整体稳定性、自身承载能力,具有重要的科学意义和工程实践意义。
1 软岩巷道变形破坏机理分析西部地区矿井建设过程常遇到具有破碎性、高地应力、软弱或极软弱和膨胀性等特性的工程软岩。
该类工程掘进施工和支护难度极大,是西部地区矿建建设面临的最为棘手的问题。
对此类巷道机理的研究要从围岩自身的力学特性、水对围岩的影响以及外力作用的影响等方面展开[2-4]。
1.1 围岩矿物成分和结构西部地区矿井建设遇到的白垩系和侏罗系地层中,岩体中含有大量的蒙脱石和伊利石等大量亲水矿物成分,此外软岩多属于泥状结构或者凝胶结构,遇水和高地应力作用将发生较大的膨胀变形和碎胀变形,加剧巷道围岩的变形。
1.2 水对围岩的弱化作用工程软岩本身具有较低的强度,在水的浸泡作用下,围岩发生强度弱化,强度明显降低,进而使围岩松动圈范围扩大,导致围岩自承能力下降,应力集中程度扩大,进而导致巷道发生底鼓和侧胀等变形,诱发巷道支护结构破坏、失效。
深井高应力软岩回采巷道支护对策分析深井高应力软岩回采巷道支护对策分析[摘要]本文通过对一般回采巷道支护效果的分析与研究,对现今高应力软岩回采巷道支护方式中存在的缺乏之处进行了总结,并就在低围岩状态下,高应力软岩回采巷道具有的特殊变形破坏性进一步的解析,针对回采巷道中存在的问题提出了有效的解决对策。
中图分类号:TE245 文献标识码:A 文章编号:1009-914X40-0178-01随着我国加大了对煤矿的的需求与开采,浅部煤矿资源正日渐枯竭,加之开采深度的愈大,地应力水平也就愈高,有一些在浅部低应力环境下呈硬岩特征的岩石,到了深部高应力的环境下那么就转换成为了难支护的软岩,成为高应力软岩类型。
虽说像德国、英国等产煤大国已经有了很多关于深部开采的经验,但是也都未对高应力软岩工程总结出有效的支护方式。
本文就对目前在高应力软岩回采巷道支护中的缺乏之处进行了分析,并提出相应的解决对策一.深井高应力软岩回采巷道支护存在的问题分析随着煤矿开采深度的增加,覆岩自重压力及构造应力也随之增大,普遍使用的锚杆支护或者是工字钢棚支护方式愈加难以控制,由于深井高应力围岩软化等都会引起变形或者是破坏的问题,主要表现在以下几个方面。
第一,使用工字钢棚支护时,在初期时支架对围岩形成的约束力不大,无法对其变形进行控制,造成较大的松动范围;在后期时支架更是难以承受围岩变形对其施加的压力,因此导致发生棚梁弯曲、下沉,支护失效,巷道断面减小等各种问题,影响到运输、通行的平安。
第二,如果使用常规的锚杆支护,它本身的围岩自承圈厚度就很小,通常来说只有600mm,无法与较大的围岩压力相抵抗。
第三,由于受到构造应力或者是高应力的极大影响,在巷道结构中比拟薄弱的地方会首先出现变形、围岩松动等情况,继而由于受到破坏形成破碎区,随着破碎区逐渐的开展会造成围岩自承圈受损。
当深井高应力软岩巷道使用的是常见的锚网支护时,它本身就对围岩外表没有较强的约束力,无法对围岩的局部破坏神之破碎区的逐渐开展进行遏制,因此导致围岩破坏。
深井复杂条件下巷道支护优化设计随着城市化进程的不断推进,地下空间利用日益重要。
地下巷道是城市地下空间的重要组成部分,其支护设计对地下空间的安全和可持续发展至关重要。
而在复杂条件下的深井巷道支护设计更是面临着诸多挑战和难题。
对深井复杂条件下巷道支护的优化设计具有重要的理论和实际意义。
1.地质条件复杂:深井巷道通常处于地质条件复杂的地区,有可能会遇到软土、岩溶地质、地下水等问题,对支护方案提出了更高的要求。
2.地下水位较高:部分地区的地下水位较高,巷道支护需要考虑地下水对支护结构的影响,以及如何有效进行排水、防水工程。
3.地表条件复杂:地下巷道往往处于地表复杂条件下,例如城市地下交通、管线等设施较为密集,巷道支护需要避开这些设施,并且需要对周围的建筑物和地下管线等进行保护。
4.地下空间利用需求:随着城市地下空间利用需求不断增加,地下巷道支护需要兼顾地下空间的利用和地下设施的支护安全。
深井复杂条件下巷道支护设计存在诸多挑战,需要针对性地进行合理的设计和优化。
1.地质勘察与分析:在设计支护方案之前,需要进行详细的地质勘察和分析,了解地下巷道所处地质环境的特点,包括岩性、构造、孔隙度、地下水情况等,以便为后续支护设计提供依据。
2.合理选择支护结构:根据地质条件和地下水情况,选择合适的支护结构,如钢支撑、喷射混凝土、拱壳等,对于软土、岩溶地质等不同地质条件可以采取不同的支护方案,以保证支护结构的稳定和安全。
4.综合考虑地下设施:在设计巷道支护方案时,需要充分考虑周围地下设施的情况,避免对地下管线、地下交通等设施的影响,并且需要进行相应的保护设计。
针对深井复杂条件下巷道支护设计的优化方法包括地质勘察与分析、合理选择支护结构、地下水防治、综合考虑地下设施和地下空间利用优化等方面,通过合理的设计和优化,可以有效解决深井复杂条件下巷道支护设计面临的挑战,实现巷道支护的安全和可持续发展。
三、结语深井复杂条件下巷道支护设计是一个复杂而又具有挑战性的工程问题,需要综合考虑地质条件、地下水、地下空间利用等多方面因素。
深井复杂条件下巷道支护优化设计深井工程在城市地下空间开发中起着至关重要的作用,而深井工程中巷道支护设计更是其重要组成部分。
由于深井工程中的巷道往往处于复杂的地质条件下,因此需要进行优化设计,以确保其安全稳定运行。
本文将针对深井复杂条件下巷道支护优化设计进行探讨,希望能够为深井工程的设计和建设提供一定的参考。
一、深井工程的巷道支护意义深井工程往往位于城市地下深层空间,用于地下水资源开采、地下交通、地下暖通、城市矿山开采等方面。
在这些应用中,深井工程内的巷道支护扮演着至关重要的作用。
巷道支护能够保障人员和设备的安全,确保巷道的稳定运行。
巷道的支护设计也直接影响着深井工程的施工周期和成本,因此具有重要的经济意义。
深井工程往往处于复杂的地质条件下,例如地下水位较高、地下岩层松软、地下构造复杂等情况,这给巷道支护设计带来了一系列问题。
地质条件的不稳定性会给支护结构的稳定性带来挑战。
由于复杂的地质条件,传统的支护设计方法可能不再适用。
巷道支护设计需要考虑到不同地质条件下的适用性和灵活性。
为了解决深井复杂条件下巷道支护设计存在的问题,需要采用一系列新的设计思路。
需要对地质条件进行充分的认知,建立深入的地质勘察资料,确保对地下环境的了解准确全面。
需要考虑采用新型的支护材料和技术,以适应复杂地质条件下的需求。
需要在设计中考虑到巷道支护的灵活性和适用性,以应对复杂地质条件下的不确定性。
在深井复杂条件下巷道支护设计中,需要采用一系列新的方法,以确保支护结构的安全稳定。
可以考虑采用新型的支护材料,例如玻璃钢、高分子材料等,以提高支护结构的稳定性和耐久性。
可以考虑采用新型的支护技术,例如喷射混凝土支护、注浆支护等,以应对地下岩层松软、地下水位较高等问题。
在深井复杂条件下巷道支护设计中,还可以考虑采用智能化的设计方法。
智能化设计可以通过大数据分析、建模仿真等手段,对不同地质条件下的支护结构进行优化设计。
通过智能化设计,可以充分考虑到地质条件的不确定性,提高支护结构的稳定性和适用性。
深部软岩巷道支护技术思考摘要:随着煤炭资源作为主要能源地位的不变,在很长时间内煤炭的需求量会保持不变。
但是我国现有煤炭开采的实际情况是,浅层煤炭资源已经被开采殆尽,煤炭开采面由浅入深,开采技术难度越来越大,安全生产系数越来越小。
厚煤层开采导致巷道周边岩体的应力明显增强,进而出现巷道的变形的情况。
巷道的变形为矿井安全生产埋下隐患。
所以要求我们必须加深对深部开采技术的的研究。
关键词:深部软岩;巷道支护;思考1现今煤层深部软岩巷道支护技术现状和问题不同开采条件的深部巷道在高应力作用下有其独特的破坏机理,采用通常的支护方法和手段,巷道支护效果条件差,巷道返修率高,永久性巷道支护后经常出现冒顶、片帮、底鼓等现象,需要多次维护与加固,维护工程量大,支护成本较高,巷道安全生产时刻受到严重的威胁。
深部巷道围岩的地质力学快速测试系统和高预应力、强力锚杆支护系统。
这种支护系统是目前较为有效的一种支护系统。
锚杆支护已经成为我国煤矿巷道首选的、安全高效的主要支护方式,显著提高了巷道支护效果,能够在安全的情况下保证采煤面快速推进,大幅促进煤炭产量的提高。
锚杆支护只能对浅层煤矿巷道的变形起到防止变形的作用。
在深部条件下,巷道围岩出现高地应力,尤其是受到水平构造应力的影响很大。
许多在浅部煤层防治巷道变形的理论和支护手段都失效了。
由于高地应力没有作用在煤层巷道的一个水平面上,导致地应力大小不均,深部围岩体现出非线性大变形的特点。
由于深部复杂的地理环境导致深部巷道支护极其困难,厚煤层巷道变形益成为干扰井下正常安全生产的重大难题。
深部高地应力岩巷矿压显现具有明显不同于浅部的特点,巷道围岩承载力、地应力、巷道原支护结构、松动圈及顶板应力集中导致软岩巷道诱发大变形,地压大,巷道维护困难成为突出问题。
原有支护方式采用的锚杆支护材料强度与刚度小,预紧力低,初期锚固力低,支护效果差。
在集中应力的作用下,巷道围岩发生较大的变形,尤其表现为顶底板移近量加大、锚杆、锚网拉断、两帮内挤、巷道肩部破碎。
深部软岩巷道支护技术研究引言随着我国经济的快速发展,对基础设施建设需求不断增加,因此地下巷道的建设也日益增多。
随着巷道深度的增加和地质条件的复杂性,深部软岩巷道支护技术成为当前研究的热点之一。
深部软岩巷道支护技术研究对于提高巷道建设的可靠性和安全性,具有重要的意义。
本文将从深部软岩巷道的特点、支护技术研究现状和展望、关键技术研究等方面进行探讨,希望能够为深部软岩巷道支护技术的研究和应用提供一定的参考。
一、深部软岩巷道的特点深部软岩巷道具有地质条件复杂、支护难度大、变形变化快等特点。
其地质条件复杂主要表现为软岩的渗透性大、脆裂性强、孔隙度大、破碎度高等特点。
这些特点导致了在深部软岩巷道开挖过程中,地表和隧道周围的岩层会出现明显的变形和破坏,严重影响了巷道的安全性和稳定性。
二、深部软岩巷道支护技术研究现状目前对于深部软岩巷道支护技术的研究主要包括了岩体力学性质的研究、支护结构的设计、支护材料的研究等方面。
1. 岩体力学性质的研究通过对软岩岩体的力学性质进行研究,可以了解软岩的强度、变形特点等,从而为后续的支护设计提供依据。
目前,关于软岩岩体力学性质的研究已经取得了一定的成果,但在深部软岩巷道的支护设计中,仍需进一步完善。
2. 支护结构的设计针对深部软岩巷道的地质特点和变形情况,设计支护结构是至关重要的。
目前,支护结构设计主要采用了预应力锚杆、钢筋混凝土喷射支护、钢束锚杆支护等方法。
通过不断的实验和实践,支护结构的设计已经得到了较为成熟的解决方案。
3. 支护材料的研究支护材料的选择对于深部软岩巷道的支护效果至关重要,目前常用的支护材料包括了喷射混凝土、聚合物支护材料、钢丝网支护等。
这些材料在深部软岩巷道的支护中起到了重要的作用,但在实际应用中仍存在一些问题,需要进一步的研究和改进。
深部软岩巷道支护耦合转化技术研究在煤炭开采等地下工程中,深部软岩巷道的支护一直是一个极具挑战性的难题。
深部软岩巷道由于所处的地质环境复杂,岩石强度低、变形量大,传统的支护方式往往难以达到理想的效果。
为了保障深部软岩巷道的稳定性和安全性,支护耦合转化技术应运而生。
深部软岩巷道的特点决定了其支护的复杂性。
首先,深部的高地应力使得岩石处于较高的压力状态,容易发生变形和破坏。
其次,软岩本身的强度低、孔隙度大,其力学性质不稳定,容易受到外界因素的影响。
再者,巷道开挖后,原有的应力平衡被打破,围岩应力重新分布,导致围岩变形加剧。
传统的支护方式如锚杆支护、喷射混凝土支护等,在面对深部软岩巷道时存在一定的局限性。
锚杆支护虽然能够提供一定的锚固力,但对于大变形的软岩巷道,锚杆可能会被拉断或者失效。
喷射混凝土支护能够封闭围岩表面,但无法有效控制围岩的深部变形。
支护耦合转化技术则是一种综合性的解决方案。
该技术强调支护结构与围岩之间的相互作用,通过合理的设计和施工,实现支护与围岩的协同变形和承载。
在支护耦合转化技术中,关键在于对围岩变形的合理控制。
一方面,要允许围岩在一定范围内发生变形,以释放部分地应力,避免支护结构承受过大的压力。
另一方面,又要对围岩的变形进行有效的限制,防止过度变形导致巷道失稳。
这就需要根据具体的地质条件和工程要求,确定合理的支护时机和支护强度。
为了实现这一目标,需要对围岩的力学性质和变形规律进行深入的研究。
通过现场监测、实验室试验等手段,获取围岩的物理力学参数,建立准确的力学模型,为支护设计提供依据。
在支护结构的选择上,通常采用联合支护的方式。
例如,采用锚杆、锚索、金属网、喷射混凝土等多种支护手段相结合,形成一个整体的支护体系。
锚杆和锚索可以提供深部锚固力,限制围岩的深部变形;金属网可以增强支护结构的整体性,防止围岩的局部破坏;喷射混凝土则可以封闭围岩表面,防止风化和水的侵蚀。
同时,施工工艺和质量控制也是影响支护效果的重要因素。
论煤矿深井软岩巷道支护软岩巷道支护随着煤矿开采深度增加变得愈加困难,迫切需要寻找和研究新的支护技术以解决工程实际问题。
针对此类矿山需求,本文以软岩巷道支护为研究对象,在阐述了软岩的基本概念和软岩巷道支护现状的基础上,提出了可缩性金属支架结合锚注支护的复合型支护方式,对于巷道围岩控制具有重要意义。
标签:深井;软岩巷道;可缩性金属支架;复合型支护一、软岩的基本概念软岩是软弱、破碎、松散、膨胀、流变、强风化蚀变及高应力的岩体之总称,分为地质软岩和工程软岩两类。
前者是指强度低、孔隙度大、胶结程度差、受构造面切割及风化影响显著或含有大量的膨胀性粘土矿物的松、散、软、弱层;后者是指在工程力作用下能产生显著塑性变形的工程岩体,工程力是指作用在工程岩体上的力的总和,它可以是重力、构造残余应力、水平作用力和工程扰动力以及膨脹应力等,显著性塑性变形是指以塑性变形为主体的变形量超过了工程设计的允许变形值,并影响了工程的正常使用。
工程软岩的基本概念揭示了软岩的相对性实质,即是否为软岩取决于工程力与岩体强度的相互关系。
不同岩体可能表现为硬岩特性,也可能表现为软岩的特性,而对于同一种岩石,在较低工程力的作用下可表现为硬岩的变形特性,在较高的工程力作用下可能表现为软岩的大变形特性。
二、.深井软岩巷道支护存在的问题牵涉到工程安全问题时,人们对此关注度较高。
我国历来重视软岩巷道支护安全,尤其是在当前大多数煤炭进入深井开采模式的背景之下,迫切需要寻找和研究新的支护技术以解决工程实际问题。
但在关于软岩巷道支护理论认识和方法研究方面还是存在一定误差,依笔者来看主要包括以下几个方面:1围岩变形破坏机理。
以往人们普遍认为巷道支护仅是巷道开挖后采取支架支护的过程。
巷道支护是对围岩的支护过程这个说法没什么问题,但必须建立在充分认识围岩变形破坏机理的基础上,只有深入透彻地研究变形机理,才能选择适当的支护时机和支护形式,使支护与围岩变形相协调。
2支护对策。
煤矿深部软岩巷道支护方法浅探发布时间:2022-09-01T12:36:42.572Z 来源:《科技新时代》2022年2月3期作者:秦振新[导读] 巷道支护要结合实际情况践行过程化分秦振新中煤第三建设(集团)有限责任公司摘要:巷道支护要结合实际情况践行过程化分析,全面建立多元应用模式,保证相应的支护设计方案都能发挥其实际作用,提升支护效果的同时,减少安全隐患造成的损失。
为此,文章就煤矿深部软岩巷道支护方法展开探究。
关键词:煤矿;深部开采;巷道;支护方法1.软岩概述较为常见的软岩主要分为两类。
第一类是地质软岩,其具有强度较低、空隙率较大的特点,并且围岩结构的胶结效果较差,加之结构面切割或者是风化因素造成的影响,就会出现大量膨胀性黏土矿物,因此,将松散软弱岩层统称为地质软岩。
第二类是工程软岩,在巷道工程力的实际作用环境中,工程岩体出现异常的变形,此时,巷道工程力会集中作用在岩体位置。
与此同时,应力水平的增高,也会提升塑性变形的强度。
2.煤矿深部软岩巷道支护方法(1)明确支护原理针对煤矿深部软岩巷道的情况和特点,完善相应的支护方案,保证支护效果不仅能有效对围岩予以控制,还要对支护时间予以控制。
所谓最佳支护时间,就是将围岩自撑力和以变形为形式转化的工程力达到最大,确保最佳支护时间能满足工程实际需求。
本文以XC煤矿工程项目为例,工程项目SX层为可采煤层,平均厚度为7.1m,并且区域内地质储量较好,可供开采的煤矿储量约为6700万吨,分为东西两区。
其中,东区的倾角为15°以上、西区的倾角为15°以下。
结合煤矿企业制定的基础计划,需要对其进行水平方向的拓展,为了保证稳定性,要对深部开采软岩巷道进行变形控制,主要是因为检测发展拱部喷体出现了锚索、锚杆断裂的问题,且变形下沉量超过400mm。
另外,深部高应力软岩巷道支护处理工序中,巷道在开挖处理工作结束后,围岩的应力参数会重新布局,应力高度集中时巷道围岩进入塑性状态,而在应力向着纵向深层次区域偏移后,其应力的集中度就会随之降低,围岩的强度则会优化。
煤矿井下软岩巷道支护措施我下煤矿井下那软岩巷道的时候啊,心里就直犯嘀咕。
这软岩啊,就像那软乎乎的面团,你看着它吧,就觉得不踏实。
我就寻思啊,这得咋支护呢?我瞅着那巷道的壁,软岩的颜色暗暗的,还透着一股潮乎乎的劲儿,就跟那阴雨天里受潮的旧衣服似的。
旁边一块儿下井的老李,他那脸啊,黑黢黢的,就剩俩眼珠子滴溜溜转,透着股子机灵劲儿。
他凑过来跟我说:“老刘啊,这软岩可不好对付,以前那些支护法子,在这儿怕是不好使喽。
”我就皱着眉头,应和他说:“那可不,你看这软岩,感觉随时能塌下来似的。
”我拿手在那岩面上轻轻一按,就陷进去一个小坑,我心里一惊,这可咋整呢?咱得想办法啊。
我就想到,咱得先给它个硬支撑,就像给软骨头的人打个夹板似的。
锚杆这东西就不错,我就跟工友们说:“咱得把锚杆密密地打进去,像给这软岩穿上一层刺猬甲。
”工友们听了都乐,说我这比喻还挺形象。
可是光有锚杆也不行啊,这软岩就像个调皮的娃娃,你得把它箍住。
我就又想到了锚索,那锚索就像个大力士的手臂,紧紧拽着软岩,不让它乱动。
我跟工头说这想法的时候,工头眼睛一亮,说:“老刘啊,你这脑瓜子行啊。
”我就嘿嘿笑,心里也有点小得意。
还有那喷射混凝土啊,这就像是给软岩巷道穿上一层厚厚的铠甲。
我看着那喷射混凝土的机器呼呼地喷着,白色的灰雾弥漫开来,那味儿可不好闻,呛得人直咳嗽。
我旁边有个小年轻,叫小王,他被呛得眼泪都出来了,脸皱成一团,像个苦瓜。
我就笑着打趣他:“小王啊,这点苦都吃不了,还咋在井下混呢?”他一边咳嗽一边说:“刘叔,这味儿也太冲了。
”我拍拍他的肩膀说:“等会儿就好了,这混凝土一喷上,咱这巷道就安全多啦。
”这软岩巷道支护啊,每一步都得小心翼翼的。
就像伺候那娇贵的病人似的,一点都不能马虎。
咱在井下干活,那命可都系在这巷道的安全上呢。
有时候我就想啊,这软岩虽然麻烦,但咱只要用心,总能把它制得服服帖帖的,让它稳稳当当的,这样咱兄弟们在井下干活也安心啊。
浅论深部软岩巷道注浆补强支护应用[摘要]:正令煤业大巷为深部软岩巷道,围岩松散破碎,围岩中含有大量膨胀性矿物质。
在分析了巷道破坏原因的基础上,提出了锚网索喷注联合支护的施工方案,并进行了工业性试验。
试验表明,该技术支护效果良好,并取得可观的经济效益。
[关键词]:深部软岩补强支护应用中图分类号:td853.392 文献标识码:td 文章编号:1009-914x(2012)26-0266-03正令煤业地质构造复杂,为典型的“三软”煤岩层,软岩分布范围较广,地应力大。
矿井由于受构造应力、工程扰动力、膨胀应力以及煤层埋藏深(约700m)等的影响,围岩应力成倍急剧增长,巷道变形非常大,采用一般地支护方式很难达到支护强度,巷道需反复维修,方能满足服务年限。
为了彻底解决这一难题,我矿参照国内外软岩支护的先进经验,经多次考察、论证,根据正令煤业实际情况,提出了锚网索喷注浆联合支护新工艺。
一、矿井地质条件(一)、开采技术条件正令煤业批准开采1-11号煤层,可采煤层为2、9、10+11号煤层,其余均不可采。
现开采的2#煤层属于自燃煤层,具有爆炸性,倾角3-16°,煤层厚度为1.10~2.22m,平均1.48m,局部含1层夹矸,结构简单,稳定全区可采。
煤层顶板一般为泥岩、砂质泥岩,局部为粉砂岩;底板为砂质泥岩、泥岩,局部为中砂岩及细砂岩。
9、10+11#煤层在首采区属于带压开采,且存在断层,存在奥灰水突水危险性,矿井水文地质类型复杂,因此暂不开采。
(二)、巷道破坏原因及其机理引起巷道变形的力学机理较为复杂,影响因素较多,不仅与岩石本身的物理力学性质、矿物成份等有关,而且与巷道的力学环境及支护方式有关[2]。
根据巷道变形、破坏情况,经现场观测和理论分析,总结出影响该巷道稳定、造成巷道破坏的主要因素为:1、围岩应力状态改变。
由于围岩应力状态的改变,导致了围岩弹性体积应变的变化和围岩的蠕变。
同时,在低围压环境下,软岩内部结构面扩展和张开,改变了围岩中的水文地质条件,水沿张开裂隙渗流,进一步又降低了岩体强度,加剧了软岩的扩容和应变软化,从而使围岩产生较大的收敛位移。
关于对深井软岩巷道支护与加固的探讨依明江·阿吉新疆乌鲁木齐煤矿技工学校【摘要】本文对深井巷道变形特征以及深井软岩巷道支护的基本原则进行了分析,通过对深井软岩巷道的支护方法及深井软岩巷道的加固技术的探讨,提出了最佳的延长深井软岩巷道的服务年限的方法。
【关键词】深部巷道软岩支护加固技术煤炭资源开发由浅部向深部发展是现实而客观的要求。
煤炭科学技术的发展,更进一步加速了矿井深度的增加。
深部开采面临着高温高压和强烈的开采扰动和地应力,这决定了深部矿井会遇到一系列动力灾害,包括冲击矿压、煤岩与瓦斯突出、瓦斯爆炸矿井突水、矿压显现剧烈、巷道围岩大变形、冒顶片帮等灾害,因此,深部开采首要的、关键的问题是要解决深部巷道支护问题。
一、深井巷道变形规律与特征根据有关统计分析,当围岩单轴抗压强度在40~60M。
a的中硬岩中,断面在12~20m2条件下的拱形巷道,采用常规的锚、网、喷支护形式:即锚杆直径为16~18mm、长度为1800~2000mm的MSGLW-335无纵肋螺纹钢树脂锚杆,间排距800×800(mm);直径4mm的钢筋制网,网格100×100(mm);喷射100mm厚的C20混凝土的支护结构形式时,巷道埋深与变形情况如下:1.埋深小于400m时,巷道基本稳定。
使用一年后,局部有微小裂缝,位移量一般不大于20mm,不影响使用。
但遇断层破碎带、水平应力大于垂直应力或受采动影响的地段出现变形、破坏,需要修复。
除个别破碎岩层、破碎带外,一般不需修复或加固。
2.当埋深在400~600m之间时,两帮底部开裂,位移量一般30~50mm,有少量底臌,沿拱顶或两肩呈片状或条带形剥落,局部冒落露出原岩。
破坏量约占20~30%,需修复。
修复方式一般采用清除破坏部位,补打锚杆、挂网喷浆。
对压力大的地段应注浆加固。
3.当埋深在600~800m之间时,巷道出现底臌、底脚内移,水沟挤裂,巷道顶部两肩部开裂,__________甚至冒落。
煤矿深部开采软岩巷道支护技术发布时间:2022-10-26T02:08:18.685Z 来源:《教学与研究》2022年第6月第12期作者:冯伟周聪[导读] 随着我国技术经济的发展,对矿产的消耗量在不断的在增加,冯伟周聪淮河能源物资采供中心安徽淮南 232001摘要:随着我国技术经济的发展,对矿产的消耗量在不断的在增加,煤炭资源也是如此。
由于浅层煤炭存在发现早开采容易等特点,这就致使煤炭企业的开采深度在不断的增加,国内某些大型的煤矿其开采深度已经达到了千米以上。
我国煤炭矿山在开采深度的不断增加的过程中存在着围岩巷道围岩的不稳定,并伴随着高地应力的存在等等各种因素导致围岩岩性较软,变形破坏严重,巷道的支护问题面临着严峻的挑战。
曾经在浅层开采的基础上发展出的针对于浅层巷道的支护方案以及相应的支护参数完全不能满足深井软岩巷道支护的需要,再加之现有的软岩巷道支护理论的不够成熟,这就导致围岩的稳定性无法得到有效的控制,有些巷道在不断翻修的过程中已经完全报废,这就给企业施加了严重的经济负担。
因此,如何针对软岩巷道的变形大,支护难来进行围岩控制己经成为现阶段支护技术的首要难题。
关键词:深部开采;软岩;巷道支护一、研究背景我国是煤炭生产消费大国,然而浅层煤炭的开采日趋枯竭,开采开始向深部转变,从而深部开采问题也越来越严重。
我国煤炭矿山在开采深度的不断增加的过程中,围岩巷道的不稳定,高地应力的存在会引起许多事故的发生,其中一些浅层开采时很难想象到的工程灾害事故都在深部开采时以更频繁强烈的方式出现。
在我们国家煤炭开采深度向深部发展的同时,岩性由浅部的硬岩转变为深部的软岩,具有十分突出的软岩特点,巷道的稳定性很难得到控制,支护的难度越来越大,严重影响生产作业环境,影响开采的安全。
由于软岩的力学性质比较复杂以及围岩支护的不合理,我国每年针对于深井软岩巷道支护方面的投入十分巨大,因此,为了有一个良好的煤炭生产环境,对深井软岩巷道变形的控制问题的科学深入研究是十分必要的。
深部软岩巷道扩修加固综合治理技术摘要:分析了影响巷道支护效果的主要因素,针对影响因素采取“锚、喷、注”为主要支护方式,对深部软岩巷道扩修采取了“扩修一次支护”、“顶板注浆加固”、“全锚索二次加强支护”、“顶帮底全断面二次注浆加固”、“底板水治理”的治理措施,获得了良好的效果。
关键词:深部;软岩;巷道;扩修0 前言梁宝寺煤矿-708m水平西翼轨道大巷为梁宝寺煤矿西翼水平大巷,由于矿井深部地压大,巷道局部位于煤层中,围岩稳定性差,在周围采掘活动的动压影响下,原支护U型钢棚出现断裂,巷道整体失稳,经矿有关部门研究,决定对该巷道进行全断面扩修加固,并对顶、帮、底采取综合治理。
1 概况-708m水平西翼轨道大巷南侧60m为3228工作面采空区,北侧30m为-708m 水平西翼回风大巷,巷道大部分布置在煤层顶板中,部分布置在煤层中,煤层厚度2.1~3.9m,平均3.0m,煤层倾角4~13°,平均7°,煤层赋存-700m--720m,煤层直接顶板为1-4m泥质胶结粉砂岩,老顶为8-14m中砂岩。
按照巷道变形影响因素的主次,将-708西翼轨道大巷变形较为明显的区域划分为两段。
2 巷道破坏机理分析2.1 巷道破坏影响因素在深井复杂围岩环境中,对巷道变形破坏位置和变形破坏程度的影响因素主要有:(1)巷道围岩岩性(即巷道所处层位);(2)埋深;(3)采动;(4)构造;(5)支护方式;(6)服务年限、蠕变和流变;(7)应力叠加。
2.2 巷道变形影响因素分析根据平面位置图,结合实际观测结果,分析巷道的破坏因素分为主要因素和次要因素。
(1)-708西翼轨道大巷外段主要因素:巷道围岩岩性:巷道位于煤层顶板岩石中,底板距煤层间距在2-10m,底板岩石软弱,为粉砂岩和泥岩,强度低且遇水易膨胀。
支护方式:巷道为直墙半圆拱巷道,采用对底板不加固的锚网喷支护,且对帮部支护未予加强,底板属于薄弱部位,加上水的浸泡容易造成底鼓并带动帮部移近。
深井软岩巷道支护升级
摘要:在深部高温高压的条件作用下,围岩自承能力显著下降,呈明显软岩流变特征,造成巷道支护极其困难,深井巷道支护是制约矿井安全发展一个大难题。
为此创新矿井设计方案,根据不同的巷道地质条件、使用条件、服务年限等方面进行巷道优化设计,升级支护材料和构件,增加支护密度,改变支护工艺,提出区域巷道卸压保护理念,对巷道破碎岩体提前进行区域注浆治理,采用超前预注水泥浆+化学浆治理顶板,避免掘进期间出现顶板片漏。
本文的研究成果对类似巷道围岩控制和巷道支护有一定的工程借鉴和理论指导意义。
关键词:注浆加固;支护升级;注浆锚索
口孜东矿地面标高为+23.52~+27.58m,一水平为-967m,属于典型的千米深井,巷道处于高地应力、高地温环境下,加上巨厚表土层及薄基岩等诸多复杂地质因素的影响,致使围岩呈现出明显的软岩特性,导致矿井支护条件复杂,支护难度大。
目前的支护方式仍不能有效控制其变形,巷道失修率高,为了保证安全生产,必须投入大量的人力和物力进行修护。
在新掘进巷道和失修巷道中采用注浆加固技术及巷道支护升级,取得了较好的经济效益,同时也为失修巷道维护提供了一条安全可行的施工方法。
1.深井软岩巷道大变形特征
1.1强时效特征
巷道掘进需要较长时间才能稳定,变形持续时间长,施工后2个月后,巷道顶、肩窝和底板的变形明显,且在煤巷两帮尤为突出,巷道长时间处在不稳定状态,强时效特征表现突出。
1.2非对称特征
因巷道受力不对称、围岩强度、结构、支护强度不对称影响,巷道围岩整体呈现偏转、弯曲、倾斜的非对称大变形特征。
1.3围岩流变效应突出
随着井下巷道的不断延伸和增多,巷道间的扰动影响也在逐渐扩大,形成应力叠加,从而造成巷道的进一步变形,当巷道不能满足使用要求时就必须进行修护,然而修护是对围岩的又一次破坏,严重制约和影响矿井的安全生产。
因此深井软岩巷道支护升级势在必行。
2.创新支护升级,改善支护质量
2.1合理选择巷道层位,优化断面选型。
一是将主要巷道原则上布置在比较稳定的岩层中,尽量少布置在松散破碎带与应力集中区,以增加巷道的稳定性。
1111采区、1405(8)采区采用单翼倾向条带布置,避免了大巷与最大水平应力方向垂直,减少了主应力对巷道的影响;将1111采区布置在1113采区采空区下方卸压区内,避免了应力集中区对大巷的破坏。
二是将煤巷的断面由平顶变更为三心拱,既不破坏顶板,又增加了巷道本身自承能力。
过断层前后为了保证巷道支护效果,选择好的岩层,增加岩巷工程量,避免造成巷道频繁变坡造成的应力集中。
2.2升级支护材料,增加支护密度。
一是将目前所有采掘修头面锚杆组合构件由H钢带全面升为M钢带,增加了钢带的护表面积,与围岩由线接触优化成面接触。
提高支护构件的匹配性和支护的协同性。
有利于锚杆预紧力的扩散,抑制表面形变。
二是锚索排距由1.6m加密至0.8m,设计一排9.2m锚索吊梁+一排6.2m锚索T字梁,按800mm排距间隔布置,形成交替悬吊支护。
高强度、高密度的联合支护有效控制顶板的不同程度下沉和形变。
2.3注重支护及时性、提高支护针对性。
一是巷道掘进后顶板T型吊梁锚索紧跟迎头施工,实现高强度支护及时性。
二是在巷道肩窝薄弱处增加3根锚索、1根帮部锚索代替锚杆支护。
锚索总数每循环增加至21根(两排),对肩窝等薄弱环节进行了加强支护。
图1 预应力注浆锚索布置
3.推广注浆锚索,实现锚注一体化
矿井牢固树立“矿压是可以治理的”的理念,全面落实“探、治、护、卸、支、检、监”七项顶板管理综合治理措施,并在1111采区轨道大巷全面推广预应力注浆锚索,预应力注浆锚索如下图所示。
图2 预应力注浆锚索布置
3.1锚索布置
锚索全断面布置,每排11根,间排距1200mm×1600mm,长度6.2m,1×9结构,直径21.8mm,破断载荷440kN,延伸率不低于3.5%,拱顶与肩窝采用高强度可调心得拱形托板、帮部采用T型钢梁。
3.2支护材料及参数
锚索垫板:帮部注浆锚索采用单体锚索垫板,垫板尺寸300×300×16mm,力
学性能与锚索强度配套。
与直径21.8mm锚索配套使用,垫板承载力不低于
583kN[1]。
T型钢梁注浆锚索:顶部均采用1根长9200mm注浆锚索、T型钢梁、T型托
板配套使用,钢梁排距1600m,锚索间距1200mm,紧贴岩壁布置。
T型钢梁钢号
为Q235,规格为3000×180×10mm,T型托盘钢号为Q235,规格为
300×180×10mm。
如图2所示。
图3T型钢护板结构尺寸(3m)
锚索间排距1600×1000mm,每排3根,正常锚固、施加高预应力后,再利用
锚索进行高压注浆。
顶板锚索采用三支规格为MSZ2850的树脂锚固剂加长锚固,孔径为32mm。
设
计锚固力为400kN。
初始张拉力300kN(45MPa),要求安装损失后张拉力不低于250kN。
注浆材料:采用超强增韧超细水泥与有机添加剂组合的无机有机复合改性材料。
粉状无机矿物材料,粒度超细,无毒、不燃、不助燃、抗静电,渗透性优良,强度高,微膨胀。
使用时按比例加水充分搅拌,单液注浆。
水泥浆液泌水率不大
于2%,密度控制在1.45-1.55Kg/m³之间;凝结时间10-30min;结石率100%[1],
具有微膨胀性;28小时强度大于30MPa,浆液水灰比0.5-0.6;发热温度40°。
3.3注浆压力
初步确定注浆压力不低于10MPa,正常注浆时,注浆压力缓慢升至终压前应控制注浆速度,禁止使用大排量人为提高注浆系统压力,根据现场实际情况进行调整。
3.4注浆改善围岩特性
一是深井软岩极易风化变形,通过喷浆进行煤岩体早期封闭,有效地防止风化、侵蚀。
二是掘进期间同时施工自封式注浆锚索,能够有效提高注浆压力,并根据围岩裂隙发育情况进行反复注浆。
(每次注浆后对注浆锚索孔进行冲孔,达到反复注浆效果;后期加固注浆时避免了施工注浆孔环节,大大提高了注浆的效率)。
将锚索的全长锚固和围岩深孔注浆加固相结合,实现了锚注一体化。
4.注浆加固效果
4.1工程实践
推广“锚注一体化”工艺,保证巷道支护时效性,并尽量缩短复合支护各工序之间衔接时间。
根据实践,单纯的锚网索喷支护形式已很难达到预期的支护想过,必须根据巷道使用年限坚持二次支护或密集锚索支护等复合型支护。
而“锚注一体化”能有效改善围岩的整体强度,提高巷道承载能力。
同时要保证复合型支护工序间的合理衔接,使各支护之间尽快形成整体的承载体,避免支护的逐层破坏,造成支护的失效。
矿压在线监测数据表明:北翼轨道石门(北段)采用锚网索喷+注浆锚索支护综合加固后,通过与邻近的1111采区胶带机大巷相比巷道两帮位移量降低22%,顶板位移量降低13%,取得了实际效果。
4.2深孔注浆强化围岩强度
在预应力注浆锚索支护工序完成后,再采用注浆锚索尾部的注浆孔进行高压注浆。
在顶板围岩破碎的巷道进行注浆加固,可以使破碎围岩重新胶结形成新的整体,在浆液扩散半径内形成组合拱,整体性稳定性及承载能力得到很大提高,使锚索、锚杆与围岩结合成组合拱,采用注浆锚索深孔注浆工艺,注浆效果明显提升。
5.结论
本文通过研究注浆加固在巷道支护中的作用,通过巷道深孔注浆和预应力注浆锚索应用,明显提高巷道支护效果。
获得了以下主要结论:
(1)针对千米深井巨厚松散层下软岩巷道支护,推行错茬悬吊支护的强顶板支护理念。
采用9.2m锚索吊梁+6.2m锚索T型梁,形成深浅错茬组合梁悬吊支护,使巷道顶板形成整体,从而发挥协同支护作用,提高了支护强度。
(2)注浆前要充分掌握巷道离层裂隙规律。
下一步要引进窥视仪器、新型注浆材料等科研设备,掌握注浆孔深和巷道离层裂隙规律,探索适合口孜东矿围岩规律的深孔注浆加固技术。
参考文献
[1]吕新金,中国科学技术协会,北京:中国科技信息,2019.5。