深井軟巖巷道鋼管混凝土支架支護(hù)研究新進(jìn)展

1、我國(guó)典型的軟巖礦井u山東龍口、新汶、濟(jì)寧等礦區(qū)；u內(nèi)蒙古平莊、錫林浩特、鄂爾多斯上海廟等；u遼寧沈陽(yáng)；吉林舒蘭、遼源、梅河；黑龍江鶴崗等；u安徽淮南、淮北、皖北等；u河南義馬、鄭州煤電、平頂山等u青海大通，貴州六盤水，甘肅平?jīng)龅冉?頭 套 管1 9 4 1 2 m m4 0 0擋 環(huán)1 9 4 1 2 m m大 斷 面R 1 5 3 0小 斷 面R 113 03 0鋼 管 混 凝 土 支 架套 管 1 6 8 8 1 9 4 1 0頂 管 托 板灌 注 孔排 氣 孔混 凝 土 輸 送 泵攪 拌 桶圓形圓形淺底拱淺底拱 - 圓形圓形 馬蹄形馬蹄形 ROR1R2OR1R2O1O3R3R4500R2

2、350R4800橢圓形橢圓形2 鶴崗南山礦集中運(yùn)輸巷鶴崗南山礦集中運(yùn)輸巷 3 峰峰大淑村礦大巷峰峰大淑村礦大巷4 4 內(nèi)蒙錫林郭勒盟查干淖爾礦主斜井內(nèi)蒙錫林郭勒盟查干淖爾礦主斜井6 鶴壁三礦泵房變電所鶴壁三礦泵房變電所7 邢臺(tái)邢東煤礦皮帶下山邢臺(tái)邢東煤礦皮帶下山埋深埋深1000-1200m 8 邢臺(tái)邢東煤礦二水平車場(chǎng)邢臺(tái)邢東煤礦二水平車場(chǎng)10 10 寧煤清水營(yíng)礦寧煤清水營(yíng)礦 +786+786臨時(shí)水倉(cāng)與機(jī)修硐室臨時(shí)水倉(cāng)與機(jī)修硐室11 龍口龍口 北皂煤礦北皂煤礦 工作面聯(lián)絡(luò)巷工作面聯(lián)絡(luò)巷12 新汶內(nèi)蒙上海廟公司新汶內(nèi)蒙上海廟公司 長(zhǎng)城煤礦長(zhǎng)城煤礦 15 15 新汶華豐煤礦新汶華豐煤礦 -1100-

3、1100水平水泵房水平水泵房16 16 新汶華豐煤礦新汶華豐煤礦 -1100-1100水平變電所水平變電所u 鋼管鋼管1948mm，36.7Kg/m；u 鋼管混凝土支架鋼管混凝土支架-直墻半圓拱形；直墻半圓拱形；u 支架極限承載力：支架極限承載力：2107KN 。圓形支架圓形支架 淺底拱圓形支架淺底拱圓形支架 直墻半圓拱支架直墻半圓拱支架u 鋼管鋼管1688mmu 強(qiáng)度極限強(qiáng)度極限2000KNu 軸向壓縮塑性變形軸向壓縮塑性變形20%u 變形形態(tài)：側(cè)邊鼓包變形形態(tài)：側(cè)邊鼓包弧形金屬支架弧形金屬支架（重量相同）極限載荷極限載荷（噸）工字鋼試件15.0 U36型鋼試件48.0 空鋼管試件70.7

4、鋼管混凝土試件鋼管混凝土試件114.5 加強(qiáng)圓鋼鋼管混凝土試件加強(qiáng)圓鋼鋼管混凝土試件133.0 加強(qiáng)翼板鋼管混凝土試件加強(qiáng)翼板鋼管混凝土試件136.0 中中性性層層偏偏移移實(shí)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)圍 巖鋼 管 混 凝 土 支 架噴 層錨 桿承 壓 環(huán)圍 巖承 壓 環(huán)錨 桿鋼 管 混 凝 土 支 架噴 層 承壓環(huán)力學(xué)模型承壓環(huán)力學(xué)模型F1F2F1F1F1F1F1F1F1F1F1F1F2F2F2F2F2F2F2F2F2F2F2r承 壓 環(huán)鋼管混凝土支架支護(hù)反力圍圍 巖巖鋼鋼 管管 混混 凝凝 土土 支支 架架3= 1 .0 M P a 1= 2 3 M P a鋼鋼 管管 混混 凝凝 土土 支支 架架支支 護(hù)護(hù) 力

5、力3= 1 .0 M P a圍圍 巖巖 強(qiáng)強(qiáng) 度度 提提 高高承承 壓壓 環(huán)環(huán) 3.3 徑向支護(hù)力的作用徑向支護(hù)力的作用圍圍 巖巖U U 型型 鋼鋼 支支 架架3= 0 .4 M P aU U 型型 鋼鋼 支支 架架支支 護(hù)護(hù) 力力3= 0 .4 M P a圍圍 巖巖 強(qiáng)強(qiáng) 度度 提提 高高承承 壓壓 環(huán)環(huán) 1= 0 .8 1 .2 M P a6543213 m大 于 1 2 m可以井下實(shí)測(cè)，如使用：空心包體應(yīng)力計(jì)。大巷繞道暗斜井 巖石強(qiáng)度：巖石強(qiáng)度： 巖石單軸抗壓強(qiáng)度，圍巖結(jié)構(gòu)完整性。n不少深井的井底車場(chǎng)，因?yàn)樵谲泿r層位，導(dǎo)致巷道穩(wěn)定性較差；n大巷、上下山等開(kāi)拓與準(zhǔn)備巷道，選擇較堅(jiān)硬的巖層層

6、位，事半功倍；壓 力 盒y(MPa)1000米 深 井 ， P=22MPa2244yyy4422xy(MPa)圍 巖噴 層錨 桿承 壓 環(huán)在 巷 道 圍 巖 構(gòu) 造 承 壓 環(huán) ： 錨 噴圍 巖鋼 管 混 凝 土 支 架噴 層錨 桿承 壓 環(huán)在 巷 道 圍 巖 與 巷 道 內(nèi) 共 同 構(gòu) 造 承 壓 環(huán) ： 錨 噴 + 支 架混 凝 土 碹 體錨 桿在 巷 道 開(kāi) 挖 空 間 內(nèi) ， 重 構(gòu) 承 壓 環(huán) 。 錨 噴 支 護(hù) 是 臨 時(shí) 支 護(hù) ， 高 強(qiáng)支 架 + 混 凝 土 + 錨 桿 才 是 永 久 支 護(hù) 。圍 巖鋼 管 混 凝 土 支 架軟弱巖層：不僅要錨桿與錨索支護(hù)，還需要支架或碹體支護(hù)， 在圍巖與巷道內(nèi)共同構(gòu)筑“承壓環(huán)”；極軟弱巖層：巖層可錨性較差，應(yīng)該在巷道開(kāi)挖空間內(nèi)，重構(gòu)“承壓環(huán)”。 需要高強(qiáng)度支架、高強(qiáng)度碹體支護(hù)等。ROR1R2OR 4 5 0 0R 2 3 5 0R 4 8 0 0O1O3R1R3R2 (a) 圓形斷面圓形斷面軟巖軟巖-極軟巖極軟巖 (b) 淺底拱圓形斷面淺底拱圓形斷面底板較穩(wěn)定底板較穩(wěn)定(c) 馬蹄形斷面