冷却设备:高应力松散破碎围岩巷道支护技术

  • 2021-07-03 14:11:11
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试验研究高应力松散破碎围岩巷道支护技术林登阁山东科技大学土木建筑学院,泰安,2719目前主要朝麻局,及,支和,77刊5以1±451弈的作用,巷道产生了严重的变形板坏;1对该矿平,高应力松散破坪围岩巷道的调查与分析。提出了类高应力巷道合理的支护与术方宏。并了程试验和应用,取,了较奸的效果关键问高应力巷道;松散破碎围岩;巷道支护技术中如类丁。,文献标识码文草编号1002602920010500263牛儿庄煤矿是50年代末建成的设计生产能力为0.8河1的中型矿井,立井暗斜井开拓,立井位于200,水平。矿井分3个水产开采,曳部水平叫采已接近尾。现主要开采水平41.水平押深己达600余叫属深部高应力矿井。

旷沣类恭呤目前主要采用料石砌碹及销喷支护,这些支护方式在水平浅部开拓中发挥积极作但进入水平开扣以来,由于深部高地应力及构造应力的作用,且些巷道处于松散破碎的岩层中,巷道产生了严重的变形破坏,尤其是水平回风下山等巷道破坏尤为欠出。为了弄清茌逍货形破坏原因,以便采取合理的支护方式防治巷道破坏,付水平深部高应力松散破砰;巷逍的维护状况进行了调查分析,此基础。,根据高应力松散破碎围岩巷道的特点,提出了各类巷道支护技术方案,并在井下试验应用,取得了较好的效果。

1巷道围岩力学性质及巷道破坏机理1 1.1巷道围岩力学性质水平回风下山等巷道主要穿过大煤2号煤,野青煤兮煤顶底板的粉仰砂岩地层,其围岩力学性质附。

附巷道围岩力学性质围岩名称含水状态抗压强度内聚力内摩擦角令疒大中细砂岩自然煤及其顶粉砂岩大煤,号煤自然底粉砂岩自然板细砂岩自然野青煤及粉砂岩野青煤4号煤自然其顶细砂岩自然底粉砂岩自然板细砂岩自然注中岩层均按赋层顺序列出,由附可以看出,大煤2号煤及其顶底板岩石的强度相对较低,对处于其中的巷,山东科技大学。高应力松散破碎围岩巷道锚注联合支护技术的研究鉴定资料。2年7月3置稳定性影响较大,不利于巷道的长期稳定;而野青煤4号煤顶底板岩石的强度相对较,但从,样过程来看岩样取芯率较低,层的整体性相对较差,岩体内裂隙十分发育皆媒煤体木身极其破碎。整体性差,强役也极低,只有4.5河,因此极易造成处于其中的巷道发生变形破坏。

1.2巷道破坏机理针对牛儿庄煤矿高应力巷道的破坏状况,经分析认为,影响巷道稳定的因素主要包括以下几个方面岩性的差异。岩性的差异对巷道的稳定性影响极大,支护实践明,当巷道处于中砂岩及灰岩中时,无论是否经受动压作用,均处于稳定状态;而处于大煤2号煤附近的岩层中时,因其围岩强度13.4低得多,围岩自稳能力差,巷道旦经受动压作用,即产生严重的变形破坏。

构造应力。构造应力加剧了巷道的破坏。水平下山穿过几条大小断层及派生断层,使得围岩裂隙极其发育,而裂隙发育又加剧了围岩的风化,增强了导水加大了作用在支护结构上的松散压力和变形压力,导致围岩塑性区范围的扩大,使围岩产生泥化和流变现象,引起巷道底鼓两帮内挤和顶板下沉,*终导致整个支护结构的全面破坏动压及高应力。动压及高应力是造成巷道破坏的主要因素。水平巷道埋深达500600爪,在静压作用下,其垂直主应力为而大煤2号煤附近围岩的抗压强度凡。=23.624.扁3.其旧岩稳定件系数为很明显,在静压作用下,巷道不能保持稳定;而回,系舰12.七道也不能保持稳定。可,动静压的作用都将引起巷道的变形破坏。

野青煤4号煤附近的围岩抗压强度可,大部分岩层中的巷道在动静压的作用厂均处于不稳定状态,需要采取各种加固措施,以提高软弱围岩的整体强度,改善围岩的力学性能,确保花道岩的稳定。

2高应力巷道支护技术方案针付卞儿庄煤矿高应力巷道破坏状况经分析认为,合理的巷道支护方案从支护方护方案,其中包括全断面预加固,全断面返修预加固等;另类是锚喷注联合支护。

2.1锚注预加固联合支护方案全断血预加固方案水平下山未破坏段和部破坏段及水平角墙等处,原采用料石砌碹支护,目前巷道断面仍能满足要求,但后期仍将承受动压作用。其维护加固方案为全断面采前预加固,即首先喷浆刮14料石砧体裂隙,沣布置短管迸广厂注浆充取然全断面布置奸浆锚杆及树脂锚杆,对围岩进行注浆加固。

全断面返修预加固方案。水平下山中变形破坏严重断面+能满足要求的部分,因多次破坏和修复,碹体壁后空顶严重,采用全断面返修。须加案。即竹先刷大巷道断面,采用料石重新砌痕,并在巷道顶帮布置短管进行壁后注浆充填;动压作用前,再全断面布置注浆锚托进行围岩的深部注浆加固,以形成料石植体注浆锚杆浆液加固后的围岩共同作用的碹锚注联合支护结构。

2.2锚喷注联合支护方案水平十盘区巷道埋深600余1!属高应力巷道原采用长缝管锚杆锚喷支护由于支护参数与围岩特性不匹配,致使巷道施1后不久便高应力的作用下失稳破坏。针对此类锚喷巷道的破坏状况,提出了描网喷注联合1护方案。,即对新开掘巷道,调整支护参改锚杆为2.,1长树脂锚杆,并挂金属网钢筋带和喷浆,形成锚网带喷初次支护;滞后工作面30401再采用注忻,俗⒔,庸蹋,瓿啥,沃Щぁ6砸咽┕,锚杆,进行注浆补强加固。

3工程试验及应用情况下面重点介绍采前预加固支护方案在水平吲41山中的试验及应用情况。

水平回风下山采用料石砌碹支护,由于受多次采动影响,该下山不同区段料石碹体发生了多次破坏,进行了多次返修,返修中又发生多次冒顶,造成修复后的碹体壁后空顶严重,两帮围岩极其松散破碎。外52804和外52805下两普采面的开采,必将对片1以300余范1目内的5山巷道造成严重破坏,因此需对其进行采前预加固处理。

根据1前下山维护状况。决定采用锚注预加固联合支护方案,即在原料石砌碹基础上,首先喷浆封闭碹体,并布置短管进行壁后注,充填;然后在巷道顶帮布置注浆锚杆与树脂锚杆者隔排布置。对深部岩进,注浆加固,底角布置底角注浆锚杆,以利浆液扩散至底板巧层中防止底鼓1;000,树月旨锚杆规格为令16200锚杆间排距均为1.012.0,采用水泥水玻璃浆液,水灰比0.8,注浆压力1.,1.5,回风下山碹体锚注前后进行了围岩松动圈测试,测试结果2.由2可看出,围岩浅部经过壁后充填注浆后,波速有所提高,但其波速相对较低。肀均只有1.5,也右说明壁后汴张充填对提高,岩整体性及岩体强度有定作用,但围岩仍压作用后,围岩波速明显提,般均大于之⑴,⑴厂可锚注加固明显提高了围岩的整体性及岩体强度,使支护结构的承载能力大人故。,1注浆锚杆;2喷层;3料石碹;4底角注浆描杆;5注浆短管描注加固前;描注加固且经动压作用后;以则试断而山线巷道围岩面收敛变形观测结果明,采用锚注预加固支护方式,围岩变形量较破后在炮眼周围的岩石不产生粉碎性破坏,并能在岩壁上留下眼痕。

对于较松散软弱的岩石,因其强度低塑性大,爆破容易,爆后岩石易塌落,实施光面爆破尤为重要。根据理论分析和计算的结果,结合国内软岩巷道施工已取得的较为成功的光面爆破经验,提出如较为合理的软港逍光血爆破参数装药不耦合系数人+=1.31.7;4,0600,1*小抵抗线妒=50070,1〃,=7.0;装药集设gi=lOO2OOm.

4工程试验情况平顶山广业集团公司十西部运输大卷试姬茌道净宽5.3,净;4.05打断血积18.45,12,掘进断积2.212,锚喷支护厚度1001爪,缝管式锚杆长度1600间排距700爪170巷道穿过泥岩粉砂岩砂质泥岩及两层煤线,淋水较小。

采用全断面次爆破施工法,作炮眼深度为2.81.钻吸机只为丁28型凿岩机令25中空六角钢钎字形合金钻头。爆破器材选用2号煤矿水胶炸药,毫秒延期电雷管。,1208人型耙斗装岩机配;型调车系统装,阶直眼掏槽,掏槽眼计12个;辅助眼和崩落眼计48个;周边眼计35个,周边眼间距60装药结构为聚能管装药。每循环平均炮眼利用率达到91.2,创造了该矿区大断面茌道掘进进尺162.5,1的*高纪录。

5结语在岩巷中深孔爆破施工中,解决好设计和施工中的技术是保证有较高的炮眼利用率较规整的周边成形和较均匀的爆破块度的关键。经河南安徽等地的实践证明,只要采用适宜的掏槽形式装药结构和微差延迟间隔时间,合理设计掏槽参数及光爆参数,岩巷中深孔爆破完全可以取得预期效果。

I2 1.文龙。钻1.!爆破叫。京,炭工出版社。1989.

3徐颖,刘积铭。岩巷掘进微差爆破技术研宄。中国矿4张志呈。爆破基础理论与设计施工技术肘。重庆重庆大学出版社,1994.2092.

5徐颖,方江华。光面爆破合理炮孔密集系数的研究句徐颖,宗琦。光面爆破软垫层装药结构参数理论分徐颖1965,男,副教授,在读博士。主要从事爆破工程的教学和科研工作。主持完成科研项目10余项,获省自然科学奖两项,出版爆破工程软件发论文40余篇。

林登阁1960,男,副教授,1983年毕业于山东矿业学院矿建专业,现主要从事矿山建设及岩土工程的教学和科研工作,发论文余篇。

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