采矿工程锚杆支护技术研究

 摘要

在煤炭生产中,为了满足煤炭生产的要求,必须开挖许多条巷道。在煤炭资源日益丰富的今天,煤炭资源日益丰富,对煤炭资源的开发利用也有了新的需求。由于新采空区没有得到有效的支撑,因此,在采空区围岩应力的影响下,新采空区的围岩剖面将大大减小,严重影响采空区的安全。这种类型的巷道因其寿命较长,通常仅为2至3年,因此对其支护费用提出了较高的要求。在煤层开采过程中,由于其速度快,成本低,且具有较高的安全性,所以在煤层开采过程中,很有可能应用到煤层开采过程中。文章从锚杆的概念,工作原理,支护形式等几个角度对锚杆的作用效果进行了分析,并对锚杆的作用效果进行了分析。通过对锚杆支护系统的选择与锚杆支护强度的选择,合理的锚杆支护设计参数的选取,加强锚杆支护施工质量的管理,选择合理的复合支护形式,加强巷道支护质量,并对矿井压力的显露进行监控,对锚杆支护工艺的关键问题进行了讨论。同时,对干河矿区的采场支护工艺进行了浅析。

 关键词:煤矿产业;掘进巷道;锚杆支护

 第一章绪论

  1.1研究背景

在煤炭开采过程中,锚杆支护是一种较为普遍的类型,也是许多研究者所关心的问题。目前,在国内煤矿对锚杆支护的研究已较为完善,但在实践中,其研究成果并不能达到理想的水平,从而引发了一系列的安全隐患。江西安源矿区,在去年九月发生了一起突发性瓦斯爆炸,导致两名矿工死亡。陕西神木市一座矿井,于2018年一月,在矿井中出现了一起严重的顶板塌落,共有21名工人死亡。山西省一座矿井在2017年1月内出现了一次顶板失稳,9人死亡。这一条条的生命,无时无刻不在提示我们,在煤炭的生产环境下,要继续对煤炭的支护方式进行深入的探讨,以保证矿井下工作人员的生命安全。当前,我国的经济快速发展,然而,我国的发展过于依靠于对常规能源的消费,特别是对煤炭的需求日益增加。这不仅给我们的煤炭公司起到了正面的影响,同时也给我们的煤炭公司带来了更多的挑战。在煤矿的采矿中,既要保证煤矿的安全性和稳定性,又要保证煤矿的开发效率,在采矿的各个环节,要强化矿井的支护,这将会影响到矿井下工人的生命安全。在开采煤炭矿道时,必须对其周围的岩层进行详细的研究,并与其所在地区的地质情况相联系,采用适当的支护方式,以保证其安全。

 1.2研究意义

随着科技的进步,目前煤炭行业也受到了较快的发展。在国内外大多数矿井当中,不断出现各种复合顶板巷道,这种结构当中存在的问题是顶板岩层强度较低,必须做好相应的支护工作。针对矿井围岩顶板做好支护直接关系到矿井的安全生产作业,而顶板支护是现阶段矿井支护当中存在的难题,近年来有不少专家和学者一直对此展开研究,由于不同条件下的巷道顶板差距较大,地质条件不同,相应的承受力和构造力也不同,这些问题都给支护工作带来了大量的困难。目前在矿井过程当中存在的具体问题有以下几点,首先大部分矿井为了提高强度,保证安全性,在支护过程当中不断增加锚杆的密度,虽然强度有了进一步的提高,但是大大增加了成本支出。第二,由于不断增加锚杆的密度,在进行施工过程当中,增加了施工难度,使得施工较慢。除此之外,在某些地质条件下,虽然不断加大支护密度,但效果仍不能满足要求,经常会出现结构受到破坏的现象,有时还会导致冒顶事故的产生,所以现阶段要加强对软弱顶板支护技术等研究工作,提高我国煤矿企业的安全生产。

第2章煤矿开采锚杆支护技术概述

  2.1锚杆支护技术的概念

在深层基础施工中,人们对其进行了较长时间的研究,并在此基础上进行了大量研究。目前,由于锚杆支护在我国得到了广泛的应用,有关的实践和技术的理解也在不断的深化。自上个世纪中期以来,众多的专家在前人的基础上,运用前沿的基础理论和持续的试验探索,对其进行了深入的剖析和研究,并获得了一定的成就。

锚索支撑技术是近年来发展起来的一项深埋深防护技术。在隧道的建设技术中,其主要的技术是采用了混凝土喷射技术以及全粘结式灌浆锚固技术来对煤岩巷道土层进行加固。在具体的施工操作步骤中,对进行打孔,在孔中安置锚杆并进行固定,通过注入水泥砂浆的方法,在此条件下,锚固体与周围的土体产生对应的摩擦,锚杆与锚固体形成另外一种作用力,并结合锚杆本身的强度,三种作用力相互配合,构成测压力,以避免土体发生变形。该方法可以大幅度地增加岩层的力学性能,并且其工程比较简便,成本也比较低廉,可以最大限度地保证岩层中岩层的安全性。目前,由于该技术的广泛应用,出现了多种新的锚杆技术。在国外,这项技术发展得比较快,从上个世纪70年代就已经出现,它在国外发达国家得到了普遍的运用。在目前的情况下,在国内,锚杆技术的运用也变得更加广泛。目前,锚杆支护技术不仅仅被用于深基坑工程,还被用于各类抢修工程,还有边坡的加固,并将其扩展成多种不同的种类。

2.2锚杆支护结构的作用原理

  2.2.1组合梁作用

如果在该地质环境下,在该地质环境下,进行隧道开挖作业时,通常采用的是组合梁。在这类地层结构中,巷道顶板多由连续岩层构成,并且是多层的,这样的地层结构的稳定性比较低,在使用锚杆支护技术时,要建立一个桥梁型的结构,即组合梁。采取这样的方法,可以使巷道顶板的承载能力得到极大的提升,在具体的工程过程中,要以连续性岩层的实际情况为依据,选择具有一定强度合格的杆体。

 2.2.2悬吊作用

在针对井下巷道支护结构的研究过程中,锚杆支护技术能够起到良好的悬吊作用,其具体原理是,将强度较弱的岩层,通过支护作用悬吊到上部稳定性强,强度高的岩层当中。在这个过程当中,锚杆起到固定地质条件较差土层的作用。

 2.2.3减小跨度作用

锚杆支护技术的另一种功能是减少跨越,在支护顶板处将锚杆支护好后,可以起到支撑柱的功能。利用锚杆的效果,可以将一个跨越了很大一段的岩石划分成两个区域,这样就可以减少了井下隧道的岩石的自重压力,进而提高了隧道顶板岩石的对应强度。

2.2.4围岩加固作用

从煤矿井下巷道巷道岩体的详细解析可以得出:构成煤层的岩体在三个方向上承受着复合的应力,而外部的岩体在两个方向上承受着复合的应力。因此,当它遭受到地质活动的操作时,很可能会产生裂缝,造成其稳定性降低。在使用了锚杆支护技术进行了施工以后,可以对围岩的稳定性进行了有效的提升,进而提升了岩层的抗切强度。

 2.3煤矿掘进巷道锚杆支护方式的应用

  2.3.1悬臂煤矿掘进巷道锚杆支护方式

伴随着中国煤矿工业的持续发展,在煤矿技术的研究和装备的升级上,XX加大了投资。在新装备的应用过程中,矿山需要对其进行适当的支护,在很大程度上,采用锚杆支护技术可以有效地改善矿山的稳定性,保证矿山的安全运行。目前,在国内的矿山中,悬臂式煤炭巷道的应用较为广泛,特别是在大规模的煤炭开采中,对于悬臂式煤炭巷道的锚杆支护方法,与常规煤炭巷道的支护方法相比,通过悬臂式挖掘,煤巷的支护结构的稳定性有了显著的提升,保证了安全生产,同时也有效地提升了煤炭的开采效果。在特定的煤矿资源的开采过程中,需要使用到多种的机械设备,通常有可伸展式运输机,悬臂式掘进机等。在开采的时候,如果使用得当,可以提升整个矿井的开采流程的安全程度,从而大大提升开采的效果。目前,由于科技水平的提高,我们的煤炭生产装备逐步走向现代化,缩短了与国外的距离。目前,在中国,许多大型矿井都使用了国际上先进的工作面掘进装置,极大地提高了煤炭的开采效果。例如,我国自主开发的EBJ120TP型掘进机,在现实的采矿过程中,它得到了人们的广泛认可,因为它操作简便,并且在所有的操作环节都能维持较高的安全和稳定,因此,它在中国的煤炭产业中得到了广泛的重视。

 2.3.2采掘一体巷道锚杆支护方式

在我国大部分煤田煤矿巷道的掘进过程当中,大多采用开采和掘进工作同时进行的煤矿巷道支护技术。这种操作方式在实际采矿过程当中能够有效提高采矿效率,而且能够保证煤矿开采工作的整体质量。在我国大多数煤矿的生产过程当中,合理利用此项技术,能够大幅度提高工作效率,给相关煤炭企业带来经济效益,并为我国煤炭行业创造社会价值。合理利用此项技术,能够在矿井的日常开采工作当中,实现双向作业方式,双向开采方式,并且在整个开采环节可以采用间歇式或者连续式不同的开采方法。多种方法的综合运用,一方面可以保证开采过程的安全性,另一方面可以提高开采效率。在这两种方式当中,前一种方式可以采取近段式和连续式两种运输方式,具体运输过程可以采用运输机或者铲车等大型运输设备,而连续式开采方法,可以采用连续的煤炭运输系统保证不间断工作。

 2.3.3煤矿掘进巷道锚杆支护方式

目前,与煤炭资源开发有关的公司所关心的一个技术问题,就是在特定的煤炭资源开发过程中,如何使锚杆支护技术与井下巷道开挖技术相结合。在目前的技术水平下,若能将锚杆支护技术与巷进技术进行有效地结合,不但能极大地改善采矿的安全状况,还能极大地提高工作效率,提高资源的利用率,改善采矿的品质。在采矿条件下,也要充分运用杠杆转车,并与常规采煤机相结合,发挥二者的主功效,并对钢结构进行加固,以增强整体煤矿巷道的安全性。这种技术一旦推广开来,建造过程将会大幅缩短,能耗也将大幅减少。在矿山的日常采矿过程中,对各种装备和机械进行了充分的使用,选择了适合的开采工艺,不仅可以为公司带来更多的经济效益,还会为锚杆支护技术的发展提供更为稳定的地质环境。

 第3章锚杆支护有效性的施工影响因素

  3.1锚杆钻孔深度控制不合理

目前,在国内大部分矿山,其巷道所使用的锚杆是以端锚预应力锚杆为主的。其基本原则是:在锚杆头上带有一段长的螺旋钢,用环氧树脂胶将螺纹钢固定在周边岩石上,并配上适当的螺帽以加强预应力,在工程过程中要掌握好钻井的深度,因为它与整体的锚杆支护技术的稳定有着密切的联系。如果深度不够,就会导致锚杆在外部的长度太长,如果其长度超过了螺丝段的长度,就不能进行装配,就会导致出现了一些问题,如果钻井的深度太深,就会导致锚杆尖端不能进入到孔底部,在进行环氧树脂药卷搅拌时,会出现在孔底部,进而导致锚杆的作用范围变小,导致了锚杆支护技术的对应强度下降。

 3.2锚杆安装角度不合理

在进行锚杆支护技术的建设时,在初期的设计阶段,各根锚杆的功能各不一样,在维持稳定的过程中具有不同的功能。特别是矿井巷道顶、底角处锚固以斜向布置为主,主要用于预防突升形变及剪力损伤。通常,通过对对应的角进行了合理的分析,使其保持了一定的稳定。但是,在实际的工程实践中,因为钻机的重量很大,所以工作人员对其角度很难控制,特别是底角的方位,所以在这里进行钻井的时候,因为它的方向是斜向下的,所以在进行钻井的时候,它的工作很有困难,并且它的钻进效率也很低,一些工作人员因为一些原因,或是因为时间上的原因,擅自更改了钻井的角度,这就会造成在安装好以后,它的相关的机械特性没有得到很好的利用,对巷道顶管的安全性造成了很大的威胁。

 3.3三径匹配不合理

锚杆支护工程是一个综合性系统工程。在施工过程当中,会受到各种各样的因素的影响,尤其是锚杆直径,钻孔直径以及环氧树脂药卷直径,这三者要完全协调一致才能决定锚杆锚固力的强度达到要求。在锚杆支护工程施工环节,大多数情况下,按照以下规范进行施工,钻孔直径要大于锚杆直径,相关参数为4~6毫米,树脂药卷直径要大于锚杆直径2~4毫米。在具体的施工过程当中,相对于钻孔的直径,锚杆的直径和环氧树脂药卷的直径能够很好的进行控制,而钻孔的直径由于受地质条件的影响很难进行把握。如果地质条件较好,钻孔的直径与钻头差距不大,但是在一些基础较弱的地层当中,钻孔直径往往大于需要钻出的理论直径,而且在实际操作过程当中,部分工人为了安装方便,往往采取较大断头进行打孔,这样会给后期的安全生产带来隐患。

 3.4树脂药卷搅拌不充分

该产品由两组份组成,一组份为UPLA,一组份为固化剂。在应用时,利用钻机旋转螺钉,使两种不同组份的环氧树脂药卷两种组份相互融合,产生化学作用,实现固化。但是,在实际的施工过程中,一些工人为了提高施工的效率,经常会选择将距离很长的搅拌时间进行缩减,这种情况会使锚杆与周围石头的连接程度大幅度下降,导致了锚杆的锚固力下降,进而造成了一些安全隐患。

3.5锚杆预紧力控制不足

其基本理论是利用锚杆高的预紧力对周围岩石进行挤出,利用挤出作用将周围岩石的裂隙和比较脆弱的地基进行压实,增强对周围岩石的抗外荷载的能力和对周围岩石的摩擦,从而实现对周围岩石的强化作用。所以当使用锚杆的预紧力时,需要使用所配的螺帽来拧紧,从而获得对应的多个力量。对应的螺帽的扭转的尺寸与锚杆预紧力的尺寸有着密切的联系,但是在施工操作的过程中,许多工人因为想要节省时间和精力,就会随意的旋紧螺帽,导致锚杆的预紧力没有达到标准,这就导致了锚杆支护作用的有效性下降。

 第4章锚杆支护技术控制要点

  4.1选择配套的锚杆支护体系和锚杆强度

在整个锚杆支护体系中,包括:锚杆杆体,托板,锚杆凝聚锚固剂,和钢带。这四个方面合在一起构成了一个整体的锚杆支撑效应。锚杆的主要功能是联结和支撑,支撑全过程的抗拉和抗剪力均通过其承担。支架还有两种其他的功能,一种是预加压力,另一种是转移负荷。其主要功能是使锚固件与岩层发生结合。在整个锚杆支护工程的建设过程中,要依据场地的实际情况,和煤矿巷道的使用寿命,来选取适合的锚杆支护系统,这样既可以保证其安全,又可以避免过度的考量,从而导致了对其的浪费。

4.2选择合理的锚杆支护设计参数

在进行锚杆支护技术的建设时,要以实际情况为依据,展开相应的设计工作,而这一工作的质量与支护技术的顺利实施有着密切的联系,从而保证了项目的安全性和稳定性。在进行结构的优化时,常用的方法主要有:工程相似法、理论计算法和数字仿真法。利用数字仿真方法,可以全面对比各种方案,从而选择出一种最合适的支护方法。但是,因为在国内,每个区域的地理情况都有很大的差异,因此,在进行一种科学的设计时,必须要根据矿山现场的整体情况和特定的需求,对各种因素进行全面的考量,才能最终确定出一套完整的设计方法。在进行锚杆支护的时候,如果出现了围岩的变动,或相关的地质情况的变动,要适时的对其进行调整,以保证其在施工中的安全性能达到一定的标准。

 4.3加强锚杆支护施工质量管理

在锚杆支护的建设中,其施工的好坏对建设项目的总体建设有很大的影响。所以要强化工地的管理,控制好施工的重点。其中需要注意的问题有:一是要对锚杆支护进行科学规划,做好相应的工作,配合矿井巷的开挖和开采的交通,从而提升产量。在施工阶段,包括了钻井、环氧树脂药卷搅拌、以及螺丝拧紧等工序,因此,在实际的锚杆支护施工中,要把握好重点,要把好主道工作做好,其它的辅助工作要相互协调,从而提升工作的效率,对工作进行科学的布置,减少支护的持续时间。其次,加强对锚杆预加载的控制,确保在旋入时能够满足螺栓的旋入条件,提高螺栓的预加载。在具体的工程过程中,可以使用加载转矩的杠杆,并强化预张力。另外,要对锚杆支护的各类物质进行每日的检测,对物质进行检测,对螺帽的丝扣,对锚杆的品质进行检测。环氧树脂胶是有保鲜期限的,在应用时若不注意保存,可能会导致环氧树胶胶胶胶的化学成分改变,从而引起安全性问题。在锚杆支护工程的建设过程中,在选择相关的材料的时候,要对其进行检验,要将不符合要求的材料进行剔除,避免对其造成的影响,因为上述的原因,都会影响到支护的效果。

 4.4选择合理的联合支护方式

矿井巷道如果锚杆分布比较远,对较远的围岩作用力会下降,因此通常情况下要结合钢带等联合支护措施,扩大锚杆的支护范围,。数情况下锚杆支护直接对顶部进行支护,通过钢带和锚索支护,能够有效扩大支付范围,并提高支护质量。所以当前在我国大部分矿井当中,采用联合支护方式。除此之外,混凝土喷射支付方式能够使矿井巷道表面连接成一个整体,一方面提高支护的强度,另一方面使混凝土砂浆对巷道表面进行封闭,防止相关的钢筋材料在自然环境中收到腐蚀。并且锚杆的使用年限进行了延长,所以现阶段很多矿井中采取这种方式进行支护,针对矿井底部的井筒和井底永久硐室,则采取不同支付方式联合起来使用。例如可以采用锚网喷+砌碹,从而大大增强支护效果,在实际操作过程当中,对支护方式的选择,一般情况下要根据矿井的实际情况,结合当地的地质条件,以及矿井的使用年限,多方面综合考虑,选取合适的支护方式。

 4.5加强巷道支护质量及矿压显现监测

在巷道围岩的建设中,既要做好支护质量的检验,又要注意对晚期矿压的检验,这对于提升巷道围岩的安全具有十分关键的意义。关于锚杆支护基础的检测方法有很多,其中的相关仪表也比较常见,比如,应用较多的是锚杆拉拔计、扭矩扳,而伴随着科技的持续发展,各类高科技产品也被应用。比如,声波检测仪在投入应用的时候,就极大地提升了检测的速度和准确度,并且在后期的矿压检测上,目前阶段都是采用了电脑检测技术,由于智能技术的广泛应用,目前阶段能够对矿压进行实时监控,并利用电脑对数据进行随时的分析,一旦出现问题,就能够进行及时的解决。

第5章干河煤矿矿井锚杆支护分析

  5.1工程概况

山西焦煤霍宝干河矿区2-105开采面,地处2#煤一采区左侧,F13断裂在其西北方向,一采区的三条大巷在其西南方向,小河村的保卫煤柱在其东北方向,而下张端部断裂在其东南方方向。2#煤的厚度都在4.2米左右,平均倾向6度,该煤的顶板是由砂质的泥岩和中等的颗粒砂岩组成的,而其底板则是由砂质的泥岩和中等的颗粒沙岩组成的,其顶部和底部的岩石特性见下图5-1。2-105采区2-1052进风巷位于2-105采区的顶部,开挖宽4.7米,深3.5米,为2-105采区的进风巷。针对目前2-1052巷道顶面主要是砂质泥岩与泥岩之间有一定的煤体分布,而且顶面主要是砂质与泥的夹层,节理断缝比较发达,是一个复杂的顶板,再加上煤体比较疏松,为了保证2-1052巷道围岩的稳定性,避免产生“离层”,提出了一种高预应力锚索的新方法。

表5.1 2#煤层顶底板岩层特征表

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 5.2高预应力锚杆支护分析

  5.2.1锚杆预紧力控制顶板离层效果试验

为了更好地对锚杆预紧力对控制顶板离层的影响进行了研究,以2-105采场区的特定地质情况为基础,并与巷道的自然平衡拱的高度相联系,最终选定了2-1052采场区的200 m的区域,对其进行了监控并对其进行了分析。在巷道走向方向上,每50 m安装一个离层计,将其用作观测点,将离层计安置在锚杆锚固范围的中央,并将其设置成:锚杆预紧力20 kN、40 kN、60 kN和80 kN,对其进行观察,并对其进行了详细的分析。

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从对附图5-1的研究结果可以看出,随锚索预加应力的增加,深部岩石中的脱层现象有显著的减少。结果表明:当锚杆预载荷为2~80 kN时,表层岩石的脱空范围由66毫米降至2毫米,其脱空范围几乎与锚杆预载荷成正比。据此,提出了利用锚索预加载来实现对复杂顶板巷道深部煤层的有效抑制,并提出了利用增加锚索预加载来增强煤层煤层的支护抗压与抗压的新思路。伴随着锚杆预紧力的增加,在深部岩层间的离层值发生了很小的改变,基本上都在45~49 mm的区间之内,这说明了在深部围岩中,由于锚杆预紧力的限制作用比较小,因此,在其锚固范围之外的岩体的限制作用比较弱,因此,深部岩层的稳定性,在很大程度上是由其本身的物理机械特性和稳定性所决定的。

 5.2.2锚索预紧力对顶板支护效果影响

由上节的研究结果可以看出,在复杂顶板巷道中,锚索的预加载可以对煤层气的开采起到很好的抑制作用。针对2—105采场的特点,开展了在2—105采场中,在不同的预应力状态下,对其进行了模拟计算。在锚索预紧力为60 kN、70 kN、80 kN、90 kN、100 kN和110 kN的情况下,将其设定为60 kN、70 kN、80 kN、90 kN、100 kN和110 kN的预紧力下,对岩石进行了控制。在此基础上,通过计算机仿真,得到了在各种预紧力下,顶板垂直方向上位移的变化曲线,具体如下所示。

从对附图5-2的研究结果可以看出,2-105回采的进风巷中,随著锚杆的预张力的增加,其竖向位移量整体上呈递减的态势。当锚绳的预张力为60 kN,80 kN,90 kN,110 kN时,最大沉降值为1。57毫米,106.48毫米,98.15毫米,81.24毫米。对以上资料进行了详细的研究,结果表明:随着拉杆预张力增加10 kN,组合顶的最大沉降值将下降7.67毫米。由此可以看出,当锚索的预紧力越来越强时,复合顶板的沉降也会越来越小,因此,在锚索的容许压力之下,应该尽量增加锚索的预紧力,从而对顶板的浅、深两个层面进行更好的控制,以保证隧道中的综合顶板的稳定性。

图2不同预紧力条件下顶板垂直位移量分布图

23376cae9054e4922e2f1acd0f4f5dd1  5.3支护方案

针对2-105采场顶底板围岩的特点,通过对2-105采场顶底板围岩的力学特性,并对其进行了计算。

(1)支撑顶板的方法。锚杆使用的是左旋无纵筋的高强锚杆,它的尺寸是φ18 mm×2600 mm,在一条直线上排列6个,间隔的距离是800 mm×1000 mm,两顶角的锚杆与顶板呈75度角排列,其他的都是与巷道顶板相平行的。货盘由150毫米x150毫米x10毫米的铁质货盘组成,并通过两端固定,固定长度1093毫米。根据以上对锚的预紧力的研究,将锚的预紧力设定为300牛·米,将其转换为60-80 kN[4-5]。锚索使用的是1×7股的预应力钢绞线,其尺寸为φ15.24 mm×8300 mm,在一排上排列2个锚索,两个之间的排距为1600 mm×1000 mm,顶角锚索与顶板呈75度角排列,中间的锚索与顶板垂直。对该拉杆进行了拉杆式拉杆,拉杆式拉杆的理论拉杆长度为1150毫米。在此条件下,张拉预压的起始应力为80-120 kN。此外,使用长度为4.5 m、规格为4700 mm×75 mm×12 mm的钢带将锚杆索连接为一个整体,并在其上悬挂φ4 mm的钢筋经纬网进行护顶。

(2)“帮”字支撑。锚固选用Q235圆形钢锚,尺寸为φ16 mm*2200 mm,接近顶面层的锚固与帮面层夹角25度安装,其它四个方向竖于巷帮安设,间距1000 mm*1000 mm。托盘使用的是一个具有150毫米×150毫米×10毫米的高强度的平托盘,它使用了一种加长的锚,它的理论锚的长度是950毫米,将它的预紧力矩设定为200 N.m,将它转换成了30 kN。在帮部锚固时,也使用钢丝绳将其联结成一个一体,并悬挂11#钢丝绳保护帮面。2-1052巷道高预应力锚杆支护模式见5-5-3。

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230c653db0850b0bef29155e8df173c5  图3 2-1052巷道高预应力锚杆支护方式断面图

 5.4支护效果分析

为了对2-1052巷的围岩治理进行检验和评价,在2-1052巷施工过程中,在距洞口10 m范围内设置地表移动测量点,并对其进行了长时间的动态观察。从观察中可以得到地表的移动状况,见图5-4。

从对图5-4的研究结果可以看出,在巷道开挖过程中,随巷道开挖的延长,两个煤层的顶板沉陷与两个煤层的变形都是逐步增加的。在这些变化中,顶板下陷和两面移动都以开挖后0-5天为主。采空区开挖5天后,煤层的顶板沉陷,两个煤层的移动,两个煤层的移动,分别为51毫米和54毫米。在掘进巷出3 d后,顶板陷落速度的最大值为13 mm/d,两面变形速度的最大值也在掘进巷出3 d,大约13 mm/d。在巷道开挖出5 d之后,顶板及两帮的变形量渐渐地达到了一个平稳状态,直到巷道开挖出10 d之后,顶板的沉降速度变成0,两帮的变形速率也变成0,最后,顶板下沉量及两帮变形量的最大值分别是57 mm和64 mm。

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图5-4巷道掘进期间围岩变形量

 5.5工程小结

针对2—105回采进风巷中的顶、底板岩石特点,进行了“锚索预加载”对顶、底两个层面上的影响实验,并对其影响程度进行了对比,结果表明:“锚加载”可对浅地层起到有效的“防加载”作用。利用对不同锚索预紧力对顶板变形量的控制效果进行了研究,并与巷道特点相结合,展开了支护方案的设计。以在巷道开挖过程中的表面位移监控结果为依据,巷道顶板下沉量以及两帮移近量的最大值分别为57 mm和64 mm,确保了巷道围岩的稳定。

 第6章结论

中国煤炭开采中,掘进巷道锚杆支护技术已有几年的发展历史,其中以悬臂型煤炭开采中的掘进巷道锚杆支护技术、采掘合一巷道锚杆支护技术为主,尽管发展迅速,但仍有很多缺陷,难以保证煤炭开采的顺利进行。针对这一现状,煤矿公司必须在保证煤矿产量和品质的前提下,继续改进和提高煤矿的安全生产水平,推动国民经济的发展和进步。矿井巷道安全是矿井安全开采的先决条件和保障,其中最重要的一种支护型式——锚杆型,应该得到广泛的应用,并在施工过程中保障其质量,但是,其支护型式及工艺设计必须科学合理,安全可靠。一是结合煤矿的具体条件,对支护形式及支护参数进行了科学的选取,同时优化了施工工艺及工序,使其既能加快采煤进度又能减少支护费用,又能确保顶板的安全性;二是根据目前锚杆支护技术的发展趋势,在不盲目增加支护强度的前提下,尽量选用高预应力、高强度的锚杆支护,采用一种稳定的复合支护型态及与之相匹配的支护技术系统,使其发挥出更好的作用;三是要强化对煤层围岩的监控,为煤层围岩压力的显示,获得煤层围岩压力的准确信息,为煤层围岩的合理布置和合理布置奠定坚实的基础。

 参考文献

[1]安瑞廷.煤矿井下巷道锚杆支护的几点分析[J].石化技术,2020,27(01):37-38.

[2]黄亚杰.煤矿掘进巷道锚杆支护的应用分析[J].石化技术,2020,27(01):109+22.

[3]张鑫.浅析锚杆支护技术在煤矿掘进巷道中的管理与应用[J].当代化工研究,2020(02):97-98.

[4]张树虎.分析煤矿掘进巷道锚杆支护方式的应用[J].当代化工研究,2019(17):48-49.

[5]贺海军.超前锚杆支护在煤矿井下掘进中的应用[J].石化技术,2019,26(12):314-315.

[6]崔鹏飞.煤矿掘进巷道锚杆支护方式的应用与分析[J].山西化工,2019,39(06):97-98.

[7]卿春华.煤矿预应力锚杆支护技术的发展与应用[J].冶金与材料,2019,39(06):116-117.

[8]曹国栋.煤矿掘进巷道锚杆支护方式的应用与分析[J].当代化工研究,2019(12):50-51.

[9]王海龙.锚杆支护技术在煤矿掘进巷道中的应用研究[J].石化技术,2019,26(08):332+334.

[10]张刚.双马煤矿大断面切眼巷道锚杆支护设计研究[J].中国煤炭,2019,45(08):100-105.

[11]纪关伟.煤矿快速掘进技术中半煤岩巷道锚杆支护新理论以及新技术[J].科技经济导刊,2019,27(23):57.

[12]程东.煤矿掘进巷道锚杆支护方式的应用与分析[J].矿业装备,2019(04):54-55.

[13]苏星全.煤矿掘进巷道锚杆支护技术应用研究[J].当代化工研究,2019(07):114-115.

[14]路瑞龙.煤矿掘进巷道锚杆支护技术研究[J].当代化工研究,2019(07):164-165.

[15]宋沁红.煤矿掘进巷道中锚杆支护技术的应用[J].能源与节能,2019(07):180-181.

[16]王平.煤矿掘进巷道锚杆支护技术[J].中国石油和化工标准与质量,2019,39(13):227-228.

[17]李宏斌.煤矿巷道锚杆支护技术探讨[J].现代工业经济和信息化,2019,9(06):88-90.

[18]牛云涛.煤矿巷道锚杆支护有效性的施工影响因素及控制措施[J].科技风,2019(17):113.

[19]赵明亮.煤矿综放回采巷道锚杆支护技术应用研究[J].山西化工,2019,39(03):169-171.

[20]张楠.煤矿掘进巷道锚杆支护方式的应用与技术分析[J].山西化工,2019,39(03):172-174.

致谢

在这篇论文的撰写过程中,感谢老师对我的指导,每一次老师都能够认真指导我的论文,不厌其烦的纠正我的错误。在撰写中遇到了难题,停滞不前时,老师总能耐心给予我帮助,在此,对老师表示由衷的感谢。

采矿工程锚杆支护技术研究

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价格 ¥9.90 发布时间 2024年4月1日
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