矿井深部巷道维修支护方式研究与应用
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煤矿掘进巷道超前支护方式的应用及选择煤矿作为我国重要的能源资源之一,其开采工作一直是国家经济发展的重要保障。
在煤矿生产中,掘进巷道是一个非常重要的环节,其质量和安全直接关系着整个煤矿的生产效益,因此煤矿掘进巷道的超前支护方式的应用及选择就显得非常重要了。
在煤矿巷道掘进工作中,巷道的超前支护是一项非常重要的工作,其作用主要是为了保障巷道的稳定性,保障矿工的安全,同时也能提高矿井的生产效率。
随着煤炭开采技术的不断提高和煤矿深部开采的不断发展,煤矿的巷道超前支护方式也在不断创新和改进,以适应不同地质条件和开采需求,提高超前支护的效果和效率。
巷道超前支护方式主要分为喷射混凝土支护、锚杆网片支护、钢拱架支护、液压支架支护、矿压地压预破裂支护等多种形式。
每种支护形式都有其适用的地质条件和工程要求,根据具体的情况选择合适的支护方式对于提高巷道的稳定性和安全性非常重要。
首先我们来讨论一下喷射混凝土支护方式。
喷射混凝土支护是一种较为常见的支护方式,它的优点是能够形成一层致密的混凝土壁面,有效保护矿岩体,防止岩体失稳和倒塌,提高巷道的稳定性。
而且这种支护方式施工简便,适用范围广,可以适应不同的地质条件,是煤矿巷道超前支护的一种重要方式。
其次是锚杆网片支护方式。
锚杆网片支护是一种比较灵活的支护方式,它采用锚杆和网片进行固定和支护,可以适应不同地质条件和巷道形状,具有良好的可塑性和延展性,同时施工工艺简单,可以提高巷道的整体强度和稳定性,受到了煤矿生产工作者的广泛应用。
另外还有液压支架支护方式。
液压支架支护是一种比较新兴的支护方式,它采用液压支架对巷道进行支护,能够有效提高巷道的稳定性和安全性,同时还可以提高开采的效率和质量,受到了煤矿生产工作者的广泛青睐。
最后再说说矿压地压预破裂支护方式。
矿压地压预破裂支护是一种针对矿山地压和预破裂现象而采取的预防性支护措施,其目的是通过减小矿岩体的应力,减少岩层的位移和裂隙的扩展,提高巷道的稳定性和安全性。
金属矿山常见支护方法与应用摘要:我国作为一个国土资源丰富的国家,在采矿技术领域上一直保持着一线高级的开采技术水平。
而在井下矿山开采过程中,井下巷道经常会出现围岩发生变形或垮塌等现象,其中支护作为主要的安全措施之一,作者通过实践,结合不同的现场条件,介绍了采用了支架型支护、锚杆(锚索)支护、喷射混凝土支护、喷锚联合支护等四种支护方法,并详细介绍了各种支护方法的种类及其基本应用原理。
了解其方法、类型、支护原理及应用范围,可以充分发挥其保障作用。
是保障矿山长周期安全生产的有效手段。
关键词:巷道支护;支架型支护;锚杆(索)支护;喷砼支护;喷锚联合支护前言在进行候矿体深井开采工作中通常会遇到很多支护的问题,现阶段中,根据选用支护材料的不同并结合施工构筑方法的差异,一般的常见支护方法主要包括:支架型支护、锚杆锚索支护、喷射砼支护、砌筑型支护等,实践中经常遇到上述不同支护的组合使用。
其中,砌筑型支护常见类型有巷道断面砌筑砼和局部砌筑砼墙支护等类型,属于土建工程领域,作用机理较为简单,易于理解,在本文中不再展开介绍。
1支架型支护种类与应用为维护巷道稳定,常采用人工构筑支架的方法以防止围岩发生危险变形或垮塌。
一般按支护材料的不同。
可以将支架支护种类分为木支护、金属支护、混凝土构件支护。
1.1木支架型支护及应用采用木支架支护方式,有突出的优点,木材重量轻,具有一定的强度和弹性,架设施工方便,适应性强,并且当地压突然增大时,木支架能发出声响信号预警。
该种方法的缺点主要是,木材消耗量大,难以支持较大的地压,容易腐烂,有效服务年限短。
在木支架构造上,可以是圆木形式的支护顶子,也可以悬木垛形式或框架形式的结构。
圆木顶子支护是一种最常用的简易刚性支柱,支撑能力较低。
对支护不平整顶板的适应性强,适用于坚硬顶板关键块体的支护,但不适合在比较破碎的顶板下使用。
木垛构架支护在巷道地应力大的区域施工时,可以采用打井字型木垛的方式进行支护。
南山煤矿采矿工程巷道掘进及支护技术的应用实践1. 引言1.1 南山煤矿简介南山煤矿位于中国山西省,是一座历史悠久的大型煤矿,始建于上世纪60年代。
该煤矿地处煤炭资源丰富的区域,矿产储量丰富,是当地重要的能源基地之一。
南山煤矿采矿区域广阔,设备先进,技术水平较高,生产规模大,产量稳定,具有较强的市场竞争力。
南山煤矿以科学管理和技术创新著称,实行严格的安全生产管理制度,注重员工培训和安全生产意识教育,保障了生产的安全和稳定。
南山煤矿致力于节能减排,积极推进绿色发展,在提高煤炭生产效率的努力降低环境污染,践行可持续发展理念。
作为地方性煤矿的典范,南山煤矿在煤炭生产过程中,不仅关注经济效益,更注重生态环保和社会责任,努力实现煤炭资源利用的可持续发展。
南山煤矿在行业内有着良好的声誉和口碑,是地方经济发展的重要支撑力量,也是当地居民生活的重要保障来源。
1.2 采矿工程巷道掘进及支护技术概述南山煤矿是中国一座具有悠久历史的大型煤矿,位于华东地区。
采矿工程巷道掘进及支护技术是南山煤矿的重要工作之一,它涉及到煤矿生产的关键环节,对于提高生产效率、保障矿工安全具有重要意义。
采矿工程巷道掘进技术是煤矿开采的核心内容之一,其目的是开采煤矿矿体,使矿石得以采出。
巷道掘进技术主要包括钻孔爆破、掘进机械等多种方法,通过这些技术手段,可以有效提高开采效率,降低生产成本。
而支护技术则是指在煤矿巷道掘进过程中,为保证巷道的稳定和安全,采用各种支护材料和结构对巷道进行加固和防护的技术。
支护技术的选择与实践是一个复杂的问题,需要考虑到矿体地质条件、巷道尺寸、开采方法等多个因素,只有选择合适的支护技术才能确保巷道的安全和稳定。
采矿工程巷道掘进及支护技术是南山煤矿的重要工作内容,通过不断的技术创新与实践,可以提高生产效率,确保矿工安全,为南山煤矿的持续发展打下坚实的基础。
2. 正文2.1 掘进工程技术应用掘进工程技术应用是南山煤矿采矿工程中至关重要的环节。
煤矿井巷支护与维修技术摘要:煤矿井巷支护是煤矿安全开采的前提条件,煤矿井巷及支护结构受到开采作业的扰动,存在变形、破坏等风险,应及时采取维修措施,维持煤矿井巷运行的安全。
但适用于煤矿井巷支护的技术类型较多,每种技术都有着一定的适用条件。
因此,本文针对煤矿井巷支护与维修技术进行分析,阐述了各种井巷支护技术应用的要点及注意事项,以期作为煤矿井下现场井巷支护与维修过程中的参考借鉴。
关键词:煤矿井巷;井巷支护技术;井巷维修技术煤矿井工开采对于井巷支护与维修技术的应用水平有着较高的要求,然而煤矿地质条件复杂、作业环境不良等因素增加了巷道支护与维修的难度,需通过对巷道支护与维修两项技术进行深入研究分析,不断完善支护技术与维修技术应用方案,提高技术水平,切实解决煤矿井巷支护与维修作业中的关键核心问题。
1.煤矿井巷支护技术1.1棚式支护技术煤矿井巷棚式支护属于一种被动支护技术,棚式支架需与井巷围岩之间形成受力关系,当围岩压紧支架时方可达到棚式支架支护围岩的目的。
按照支架材料的不同,可以分为木支架、金属支架、钢筋混凝土支架等,是煤矿井巷最为原始的支护技术。
在实际的应用中,棚式支护技术需根据井巷的实际条件,并结合棚式支架材料特征与性质进行选用。
木支架在潮湿环境中易腐烂,具有可燃性、支护强度不够、承载力有限、支护时间不可过长、使用寿命较短,只可作为维修时的临时支护。
金属支架有柔性支架与刚性支架两种,可缩性支架适用于变形地压为主的巷道,金属刚性支架不耐腐蚀,而煤矿井巷环境湿度大、温度高、腐蚀性强等因素加快了金属支架的腐蚀速度,影响支护的整体稳定性。
钢筋混凝土支架的钢筋完全包裹在混凝土中,支护的强度高,使用的寿命长,强度高、刚性好,通常用于以松动地压为主的巷道,可作为煤矿井巷长期的支护结构。
1.2锚喷支护技术锚喷支护技术整合运用了锚杆支护与喷射混凝土技术,通常先在井巷岩层中打入金属锚杆,然后高压喷射水泥混凝土,混凝土凝结后与围岩共同形成一个钢筋混凝土结构,使岩体成为支护中的结构材料,调整围岩应力分布,实现岩体自身支撑的目的,在煤矿井巷中可以用作临时支护与永久支护。
探析高强锚杆在深部煤矿巷道支护中的应用摘要:煤矿开采业是一项危险系数较高的行业,煤矿巷道的支护措施是否可靠不但关系到巷道本身的安生生产性能,而且关系至矿井下采矿人员的生命安全。
良好的巷道支护措施既能提高开采效益以能保证巷道及矿井人员的人身安全。
本文从锚杆支护系统出发,对高强锚杆在深部煤矿巷道的应用进行探析研究。
关键词:锚杆煤矿巷道支护我国煤矿巷道以矩形类的断面居多,存在直角与夹角,巷道的应力分布不均匀,受力差,此外,为了提高煤炭资源的回收利用,巷道通常采用小煤柱或无煤柱形式。
而煤矿的生产条件主要表现为煤岩体强度低,动压强烈,层理节理发育,导致岩层极易离层垮落,对于深部煤矿巷道,地应力高,冲击地压明显。
因此,煤矿巷道及开采条件决定了煤矿巷道结构及其支护措施的复杂性,尤其对于深部煤矿巷道,复杂困难的巷道情况对支护技术的要求更为严苛。
1 高强锚杆支护系统分析1.1 锚杆支护理论从锚杆对煤岩体支护作用出发,学者提出多种锚杆支护理论,传统的锚杆支护理论有悬吊理论、组合梁理论及加固拱理论等。
悬吊理论是最早开始研究的锚杆支护理论,它的的特点是简单易懂并且使用方便,在松散及破碎的岩层条件下应用及为广泛,其缺点是对锚杆的抗拉作用考虑过多,对锚杆抗剪能力考虑过少,从而导致松散破碎岩层整体强度没有得到有效的提高;组合梁理论是从层状岩层的实际中发展出来的,该理论充分研究了锚杆与层岩的离层与滑动作用,指出锚杆产生的轴向力能对岩层的离层产生牵拉作用,增大了各岩层离层之间的摩擦力,从而与锚杆的抗剪力一起对岩层的滑动起到了有效的阻止;加固拱理论认为无论是在何种煤矿巷道下,安装锚杆可以形成一个稳定的承载结构,其要求是只要锚杆之间的距离足够小,一个均匀的压缩带就能在岩体中产生,其作用是即使上部的岩层被破坏,锚杆也仍能承受来自上部破碎岩层的荷载。
该理弥补了悬吊理论没有考虑至支护整体强度提高的缺陷,相反加固拱理论对锚杆的整体支护作用进行了充分细致的考虑和研究,因此,在目前的软岩煤矿巷道中得到了广泛的应用并取得了良好的成效。
关于矿井沿空巷道支护技术的应用研究[摘要]:了提高煤炭回收率,在综放开采中沿空掘巷技术应用逐渐增多,而如何确定合理的沿空巷道位置,有效控制其围岩应力,并选择合理的支护方法与支护参数,已成为保障沿空巷道围岩稳定性的关键所在,也是目前巷道围岩控制及支护技术研究的热点。
本文深井沿空巷道的支护原则、巷道围岩主要控制方法及巷道锚杆支护技术等做了研究探讨,对同类工程具有一定的参考价值。
[关键词]:沿空巷道支护技术围岩中图分类号:tu94+2 文献标识码:tu 文章编号:1009-914x(2012)26- 0468 -01 1深井沿空巷道支护原则沿空巷道围岩比较松软,在采动影响下巷道围岩变形十分剧烈。
在使用金属支架时,顶底板相对移近量一般均在300~500mm,少则100—200mm.严重时超过l000mm。
巷道围岩变形量极大,其变形特点是(1)底鼓量很大,占顶底板移近量的比重高达70—80%(2)两帮移近量很大,可达顶底移近量的0.6 ~1.0倍。
巷道围岩进入软岩状态前,巷道支护应努力改变围岩属性,改善围岩受力状态,增强围岩岩石力学性质以提高岩石的软化临界载荷,保持围岩的硬岩变形特征。
巷道围岩进入软岩状态后,不可避免出现塑性区。
塑性区改变了围岩的应力分布,应力集中向深部转移。
深部岩石在三轴应力作用下、,其破坏可能性显著减小。
为了保持稳定塑性区,限制非稳定塑性区的扩展,深井沿空巷道支护应具有以下特点:1.1围压大小不仅对巷道围岩蠕变特性.有影响,而且对其自稳时间有显著影响。
围压小,蠕变加剧,自稳时间短围压大,蠕变程度降低,自稳时间长。
巷道支护应主动给围岩预紧力。
1.2理论分析和实践都说明,如果一次支护有足够的初撑力和支护阻力,有良好的让压性能和适当的让压限度,最好一次及时完成全部支护。
1.3围岩中的软弱夹层等结构面具有差异性变形的力学特点,必须通过支护方式或辅以注浆加固加以控制,才能出现均匀的塑性区。
2沿空巷道围岩主要控制方法沿空巷道围岩控制主主要从降低围岩应力、提高围岩强度以及合理选择支护方式来考虑。
煤矿巷道支护技术的研究与应用【摘要】本文介绍了煤矿巷道支护技术种类,分析了当前煤矿巷道支护现状与存在的问题,重点阐述煤矿巷道锚杆支护技术的应用。
实践表明,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,在煤矿巷道掘进生产过程中发挥着重要的作用,十分显著的提高了巷道支护效果,保证了采煤工作面的安全、快速推进,并有效地促进了煤炭产量的大幅度增长。
【关键词】煤矿巷道支护锚杆支护1 煤矿巷道支护技术的种类煤矿巷道支护技术可分为多种,按照支护对围岩的作用方式来划分,可将其分为四种:首先,一种是可以改善巷道围岩力学性质的;一种是作用在巷道围岩表面的;一种是同时作用在巷道围岩表面和围岩内部的;一种是降低巷道应力的。
其中,砌碹支护技术就是属于作用在巷道围岩表面的支护技术,也是一种应用很早的技术,目前一些矿井中仍然在使用,但一般也只能用于特殊巷道和硐室。
棚式支护曾经在煤矿巷道中占有主要的地位,被广泛应用,但随着矿井的不断加深和地质条件复杂性的提升,其逐渐被锚杆支护所代替。
锚喷支护性能优越,是首选的岩巷支护技术,同时锚杆支护技术也成为了主要的支护方式。
应力控制技术属于能够降低巷道应力的支护技术,但由于其复杂性,并未得到广泛的应用。
当前应用最为广泛的还是锚杆支护技术。
2 当前煤矿巷道支护现状与存在的问题2.1 锚杆支护技术发展状况就目前看来,我国的不少煤矿开采的深度已达到1000余米之上,不仅仅开采深度大,而且地质构造及其复杂,存在矿井灾害发生的可能性,给煤矿的开采带来了很大的困难。
但在不断地技术改革和大量的资金投入,新型的技术和材料被应用到巷道支护中,为煤矿巷道支护技术提供了很大的保障。
目前,就应用范围而言,锚杆支护技术已经由稳定的岩层、静压巷道、全岩巷道发展到了松软破碎岩层、动压巷道、采区煤巷;就锚杆的种类而言,也有了很大的改善,从木锚杆发展到了多种多样的金属锚杆;就支护形式而言,锚杆支护的形式由单一的锚杆支护发展到现在的锚网带及锚索等多种方式联合支护。
矿井深部巷道维修支护方式研究与应用
[摘 要] 巷道维修支护技术的关键是如何对破碎松动围岩加固补强,如果
维修时间掌握不好,如在围岩剧烈活动期,在高地压尚未重新分布完毕之前进行,
则支护效果不佳,一般支护方法很难保证巷道支护完好;如维修支护时间滞后,
待变形严重后维修,巷道的有害变形将会加剧,巷道冒顶的可能性增加,围岩破
碎松动的范围将加大,给巷道维修工作带来极大的困难,不但成本增加,安全性
也没保证,因此,矿井深部在围岩运动不强,基本完整的情况下确定巷道维修支
护方式是一个关键问题。
[关键词] 矿井深部 支护方式研究
一、推广理由
河南煤化集团鹤煤三矿矿井目前巷道支护方式主要采取的是:岩巷第一次支
护锚网喷、架U型棚,个别地段加打锚索;煤巷第一次支护打锚杆挂网、架U
型棚,个别地段加打锚索。
矿井目前巷道维修主要采取的是:架U型棚、补喷、恢复原来的巷道设计
断面、处理巷道帮顶,局部底鼓挖底等;二水平大巷以上巷道采取架U型棚维
修后,巷道基本破坏不大;二水平大巷以下如三水平行人下山、轨道下山、三水
平南大巷等采用直接架U型棚支护后,一般10~12个月巷道就要返修一次,增
加矿井维修费用。
巷道维修支护技术的关键是如何对破碎松动围岩加固补强,如果维修时间掌
握不好,如在围岩剧烈活动期,在高地压尚未重新分布完毕之前进行,则支护效
果不佳,一般支护方法很难保证巷道支护完好;如维修支护时间滞后,待变形严
重后维修,巷道的有害变形将会加剧,巷道冒顶的可能性增加,围岩破碎松动的
范围将加大,给巷道维修工作带来极大的困难,不但成本增加,安全性也没保证,
因此,矿井深部在围岩运动不强,基本完整的情况下确定巷道维修支护方式是一
个关键问题。
1、锚网喷支护的作用原理
1)锚杆支护
(1)预应力作用。锚杆打进岩体后,将层理、节理发育的岩层串联在一起,
在眼孔口处加设垫板,加设垫板实际上等于给锚杆以预应力,由于锚杆有预应力,
当围岩应力释放,岩体出现裂隙产生强拉应力时,锚杆的预应力可以起到阻止裂
隙的继续扩大,增加了岩体的抗剪强度,使围岩被锚紧,形成承载体。
(2)围岩补强作用。巷道开掘后的壁面是双向受力状态,它的稳定程度比
三向受力相差很多。而要使巷道壁面迅速达到三向受力状态,锚杆可以是巷道围
岩壁面得到补强作用。
(3)组合和悬吊作用。在巷道层状顶板上安装锚杆,提高了顶板岩层的承
载能力,能有效地阻止岩层的层间错动。可以将层状岩层组合成一个梁,减少扰
度,自然就增加了围岩的抗弯强度。
(4)挤压加固和防止风化作用。在锚喷支护作用过程中,一方面,在锚杆
孔全长范围内,阻止岩块的错动滑移,因而围岩变形受到抑制;另一方面,当围
岩产生少量位移时,锚杆受拉,对围岩产生约束力,不仅能阻止围岩继续变形,
而且两锚杆间的岩块在约束力的挤压下,产生“成拱效应”。喷射混凝土提高岩体
的粘结力和内摩擦力,从而提高了围岩的强度。同时喷射混凝土层封闭了围岩,
能够防止因水或风化作用造成的围岩破坏剥落。
(5)改善围岩应力状态作用。巷道检修刷面达到设计断面后,及时喷射一
层具有早期强度的混凝土,一方面,将围岩表面的凹凸不平处填平,消除因岩面
不平引起的应力集中现象,避免过大的集中应力造成围岩破坏;另一方面,使巷
道周边围岩由双向应力状态变成三向应力状态,提高围岩强度。同时,给布置钢
筋网也起到很好的作用,能使钢筋网紧贴围岩。
2)挂网的作用
增加喷层厚度、防止围岩脱落的作用。挂网后,可使一些松动的围岩不脱落,
锚杆不外露,喷射混凝土后,使松动的围岩形成一个自然拱,锚杆全长能起到锚
固作用,钢筋网可提高喷层抗弯与抗大变形的能力。
3)喷射混泥土的作用
由于喷射混凝土和岩石的紧密粘结,不能能防止围岩的局部破坏,而且还将
不稳定围岩“组织”成为承载结构的一部分,即把原来的荷载变成结构,提高承载
能力。
2、支护方案选择
从加固围岩考虑能改变岩体结构与力学性能,充分调动围岩自身支撑能力,
选择支护方案为锚杆、钢筋网、喷射混凝土联合支护方案。
1)支护参数
(1)锚杆。选用直径18㎜×1800㎜的树脂锚杆;间排距500×500mm±100mm;
锚杆角度≥750(与设计角偏差±30)锚固剂采用K2335型树脂锚固剂(材质、规
格、配比、性能合格);锚杆锚固力:80KN。
(2)钢筋网(材质、规格、品种和焊接质量合格)。选用直径φ6.5mm普通
圆钢,网孔距100×100mm,每片网的规格为800×800mm,网片搭接为一个网格,
用10#铅丝格格相互扭接牢固;(初喷钢筋网外保护层的喷层厚度不小于20mm,
不大于40mm)
(3)喷射混凝土。混凝土选用32.5#水泥、河沙、石子,配比为:1:2:2;
河沙以中沙、粗沙,含水量控制在4~6%,可减少飞扬,又不堵塞管路,使用
前过筛;石子要求最大粒径不得大于15㎜;喷射混凝土厚度:100㎜,基础深
度:100㎜,喷射混凝土强度不得低于C20。速凝剂要求初凝小于3min,终凝小
于10min,掺入量为水泥重量的2%~4%;
二、项目实施过程
1、时间与范围:2010年6月在矿井三水平-550m。
2、巷道维修地点:三水平-550m外水仓。
3、措施:
1)概况:三水平-550m外水仓属矿井深部在掘巷道,设计全长330m,该巷
道顶底板岩性属泥岩易脱落,再加之地压影响,掘进至80m处已掘巷道压力增
大、顶板下沉,对掘进工作造成一定的威胁,所以必须对已掘巷道进行维修二次
支护。
2)施工工艺
扩刷断面→敲帮问顶打→打顶部锚杆眼→挂顶网→喷浆→打两帮锚杆眼→
挂网→喷浆→5m后复喷。
3)主要技术措施
(1)施工人员爱护好在掘巷道风筒。
(2)爆破作业坚持“一炮三检、三人连锁、去二回一”制度,站岗人员必须
拉警戒绳,严禁私自撤岗。
(3)坚持敲帮问顶制度,正确使用超前支护。
(4)搞好工程质量、文明生产。
(5)注意躲避来往车辆。
三、推广实施效果分析
1、验证时间
根据整修巷道的实际长度,每20m布置一个观测断面,每个观测断面布置5
个测点;即正顶一个,两肩窝各一个,两帮拱基线下500mm各一个;每月观测
一次,连续观测6个月。
2、使用效果
1)锚固力检测。用锚杆拉力计做抗拉力实验,经抽样检测锚固力能达到60KN
以上满足要求;
2)喷后检测。用喷射混凝土厚度检测仪检测喷射厚度,达到140mm以上为
有效范围内。
3、存在的问题改进及处理
根据锚网喷支护在该巷的实施与使用效果检测以及服务时间长、矿井深部的
地压情况该巷再套架U36型棚加强支护。
四、经济安全及社会效益分析
锚网喷支护给围岩一定的支护强度,与围岩共同组成支护体系,能有效地提
高支护结构的承载能力,防止围岩松动圈继续扩大,增强了围岩的稳定性。因此,
在矿井深部选用锚网喷支护巷道维修是有效途径,增强支护强度,减少返修次数,
节省财力、物力、人力其经济效益显著。