錢家營礦深部井巷維修支護的認(rèn)識和控制

1、錢家營礦深部井巷維修支護的認(rèn)識和控制摘要：為理解決錢家營煤礦深部采區(qū)的巷道支護問題，實現(xiàn)既平安有效又經(jīng)濟合理，全面認(rèn)識巷道承壓應(yīng)力的變化規(guī)律，尤其對采動涉及范圍大、頻度高的石門巷道，初次施工過程中超前考慮適度強化支護原那么，防止支護強度失當(dāng)造成材料浪費或缺乏形成平安隱患.通過時石門巷道兩幫和底板補強支護的工程理論，探究了深部圍巖變形的原因和影響，較好地解決了石門巷道反復(fù)維修造成的平安和經(jīng)濟問題。關(guān)鍵詞：井巷工程：全斷面；分類控制；待變讓壓前言：隨著科學(xué)技術(shù)的進步，煤礦井巷工程的理論和理論有了新的開展.松動圈的理論是井巷支護的根本觀點，并被廣闊工程技術(shù)人員認(rèn)同和采納，理論證明對巷道施工的項板控制

2、效果顯著。但在工程理論中，也存在認(rèn)識上的缺乏、現(xiàn)場應(yīng)變才能差等問題造成巷道支護失效反復(fù)維護的現(xiàn)象，本文通過對松動圈理論的多年的井工現(xiàn)場理論并提出根據(jù)地層賦存狀況、巖層抗壓和抗剪強度、巷道寬高比、地質(zhì)構(gòu)造評級等確定松動的范圍最后確定支護原那么和控制方法。一、井巷工程支護的目的井巷工程開挖后，原來地層賦存的應(yīng)力平衡狀態(tài)被打破，通過對開挖過程中形成的松動圈層進展有效支撐和維護以實現(xiàn)應(yīng)力重新分布到達新的平衡，而且新的平衡狀態(tài)在井巷工程的效勞年限內(nèi)保持根本穩(wěn)定。往往在工程理論中支護設(shè)計大都是滿足初期松動的支撐應(yīng)力，對效勞年限遠期或后期松動和采動涉及應(yīng)力改變考慮缺乏。二、井巷工程支護的根本觀點松動圈理論是

3、目前分析巷道開挖后，圍巖應(yīng)力變化的先進的工程理論。工程實跋中，我們往往只注重了頂部的應(yīng)力尤其重力狀況分析并進展了錨噴、錨網(wǎng)噴、錨注噴、錨注網(wǎng)噴、錨網(wǎng)索噴和先錨后架等組合式比擬先進的支承和維護方法，擯棄了木棚、鋼鐵支架、料石砌碹以及架噴等被動支護的落前方法，對松動圈層內(nèi)的圍巖通過錨的方式參與積極支護并使其成為支護體的組成局部，頂板的支護得到強化。所謂井巷工程松動圈是指地表以下的井筒、巷道和峒室等開挖后引起的原有應(yīng)力平衡失穩(wěn)，造成工程空間外巖層受自身重力、粘結(jié)力、抗壓強度及地質(zhì)與水文地質(zhì)構(gòu)造而松動甚至破壞的周圍巖體，需要進展支撐和穿結(jié)實現(xiàn)工程目的的范圍。松動圈包括頂板、兩幫及底板等三局部，是一個閉

4、合的圈層。由于井下巷道大鉚分都采用了半圓拱形斷面，而頂板范圍只是松動圈層的一小段弧長，兩幫直墻與半圓拱頂相切連接，曲線連續(xù)但不可導(dǎo)，切點及直墻是應(yīng)力集中區(qū)，底板是松動圈內(nèi)應(yīng)力集中釋放區(qū)，兩地腳是應(yīng)力傳遞過渡區(qū)，兩墻與底板是松動圈內(nèi)受力最為集中的部位，卻淡出了加強支護的范疇，導(dǎo)致工程效勞年限內(nèi)中途底鼓、片幫，而引起頂板冒落支護失效不得已再次甚至屢次套修支護，造成平安隱患和人工、材料的大量浪費。三、井巷工程支護的方法和手段(一)一般井巷開挖后，初次壓力是松動圈內(nèi)的圍巖受自重、爆破作業(yè)、抗剪強度、構(gòu)造程度及設(shè)計斷面形狀等因素影響和作用下，受力產(chǎn)生不同程度的蠕動、折斷、翻轉(zhuǎn)等失去自撐才能后的輪廓下沉、

5、開裂、掉塊的外部顯現(xiàn)。臨時支護的方法是利用錨桿的懸吊、擠壓加固和組合粱作用把松動的圍巖控制住，錨桿的著力根底(樹脂錨固段)必須是穩(wěn)定巖層，采用3050初噴的方式封閉防止風(fēng)化。第二次壓力受圍巖自撐、爆轟波、地質(zhì)構(gòu)造和應(yīng)力重新分布等影響造成錨桿控制以外、輪廓以內(nèi)和端頭以內(nèi)兩個(0.40.6)厚層的圍巖、松動范圍加大等的外部顯現(xiàn)，時問需要6090d(23月)，二次壓力顯現(xiàn)后再進展掛網(wǎng)補噴的永久支護作業(yè)，根據(jù)單孔月進度確定二次支護的滯后區(qū)間。(二)基于上述支護觀點改變錨桿的傳統(tǒng)理論和理論。包括拱基以上放射狀布置無視底板和兩幫的錨固、錨桿的長度固定不變無視了巖性變化與層位賦存和節(jié)理裂隙存在的特殊性、只要

6、是錨桿支護就是積極支護等傳統(tǒng)的支護設(shè)計理念，改善支護構(gòu)造和效果。松動圈包括頂板、兩幫及底板等三局部，是一個閉合的圈層，該圈層的所有部位都受開挖影響產(chǎn)生松動.都應(yīng)該確定錨桿的布置間距進展支護，并控制錨桿與巖層的角度大于30且小于120，錨桿的懸吊和組合梁作用都與巖層夾角的正弦成正比當(dāng)該夾角等于零時，錨桿起作用的就只有擠壓加固一項錨固作用，同時研發(fā)打底眼安裝錨桿的高性能大功率打眼機具進展地腳和底板錨桿支護；錨桿還應(yīng)根據(jù)巖石抗壓強度分部位使用不同長度甚至直徑的錨桿，而節(jié)理裂隙間距小于200的區(qū)域適中選用長度大、直徑粗的高強錨桿或錨索：積極支護的錨桿不僅在緊固時采用高強緊周工具對其施加一定數(shù)值的預(yù)應(yīng)力

7、，錨桿的桿體、螺紋螺母過盈配合及其托板、藥卷的安裝質(zhì)量控制，錨桿的材料屬性現(xiàn)狀應(yīng)為產(chǎn)品錨桿，改變?nèi)缃竦腻^桿往往在巷道變形后才起作用使鋪桿成為積極支護的主體。(三)根據(jù)圍巖的巖性、節(jié)理裂隙等構(gòu)造、煤巖互層石門巷道的礦壓特點；首先，由于巖層的彈性模量低和臨時支護，松動圈內(nèi)的彈性勢能積聚引起形變，巖層的彈性模量越低圍巖發(fā)生的變形越大，錨桿的著力根底所在的巖層彈性模量是支護價值因數(shù)主要決定因素。其次，初次壓力顯現(xiàn)很快，松動圈的彈性變形也與巖石的強度(抗壓、抗剪)親密相關(guān)，巖石的強度越大，變形量越小初期變形的時間越短，而巖石自身強度低的泥質(zhì)沉積巖、煤層頂?shù)装?、煤巖互層等變形量大變形時間也越長。此外，初期

8、及后期巷道變形的時間和強度還與井巷所處的開采深度正相關(guān)。引入高強錨桿金屬網(wǎng)、錨索網(wǎng)梁進步對構(gòu)造及松散巖、煤層控制巷道變形量及變形的開展，控制開挖后的初期變形才是軟巖支護的重點.巖石硬度f小于4、節(jié)理裂隙間距小于200、破碎及風(fēng)化帶的部位與周圍，都應(yīng)在開挖前采用管縫錨桿間距(200300)與巷道方向夾角1525超前控制巖體、控制周邊眼的密度和裝藥量、分次放炮等技術(shù)措施控制巖體蠕動、彎曲折斷、翻轉(zhuǎn)等變形。轉(zhuǎn)貼于論文聯(lián)盟.ll.四、采動影響錢家營煤礦是開灤集團的骨干礦井，迄今已連續(xù)五年消費優(yōu)質(zhì)煉焦配煤實現(xiàn)550百萬噸年，煤炭近間隔 多層賦存(各個煤層間距610米).涌水量大，立井集中大巷開拓方式，又

9、隨著開采程度的加深，采動涉及范圍大、頻度高，尤其是平、斜石門巷道，受采動應(yīng)力的反復(fù)影響，圍巖頂板下沉失穩(wěn)、兩幫收斂變形嚴(yán)重以及地鼓現(xiàn)象突出，嚴(yán)重影響這巷道的功能使用。致使局部巷道的區(qū)段經(jīng)常修護。通過其他區(qū)域的理論經(jīng)歷，我們在八采區(qū)施工軌道、運輸平石門時，認(rèn)真分析了巷道穿越127煤層之間的煤層以及頂?shù)装宓牡刭|(zhì)賦存狀態(tài)、將在以后多個煤炭消費反復(fù)受采動影響，采取了除了正規(guī)支護外，重點控制并加強兩幫和底板的支護強度，平安和經(jīng)濟效果明顯。五、適度強化支護的動因隨著開采深度的加大、區(qū)域開采強度的增加和開采煤層的采動應(yīng)力的涉及疊加，采區(qū)內(nèi)的石門巷道反復(fù)出現(xiàn)頂板破壞、兩幫內(nèi)斂和底板鼓起等巷道變形，嚴(yán)重影響巷道

10、的運輸、行人、通風(fēng)、排水等平安消費職能，必須不斷投入大量的人力、物力和財力進展整修，不僅影響平安，而且制約消費，還造成大量的浪費，進步了煤炭的制造本錢。分析礦場圍巖應(yīng)力變化開展的規(guī)律，結(jié)合各個工場的實際，施工巷道不僅滿足設(shè)計規(guī)定的斷面尺寸，而且進步圍巖承載才能，并充分預(yù)留斷面積受壓變小的空間。適度強化支護的剛度和柔度。六、常規(guī)支護方式及缺乏開灤礦區(qū)開拓石門巷道(與運輸大巷成一定夾角的巷道)的支護，一般采用架棚支護的形式，這種被動支護的形式在兩側(cè)各個煤層的采動影響，加之隨時間的推移鐵質(zhì)支架銹蝕程度不斷加深、木質(zhì)背板的腐朽、施工造成的頂幫接觸受力不均以及金屬網(wǎng)梁的強度迅速下降等，另外，多個近間隔

11、煤層反復(fù)動壓影響以及頂?shù)装宸€(wěn)定性差、貫穿的水力聯(lián)絡(luò)形成的涌淋水、粉細砂巖的極易風(fēng)化膨脹等，都形成頂?shù)装逑鄬σ平考踊?、兩幫?nèi)斂嚴(yán)重等，使支護構(gòu)造破壞導(dǎo)致支護失效。七、石門巷道圍巖松動機理及先錨后架支護巖石巷道施工積極吸收煤巷錨索支護的技術(shù)成果，把石門巷道穿越煤層群及其頂?shù)装宓闹ёo引入錨網(wǎng)索技術(shù)。按巷道設(shè)計斷面正頂和兩幫向外延展200作為預(yù)留內(nèi)斂變形量，斷面形狀為半圓拱，錨桿采用直徑20，右旋2000螺紋鋼高強錨桿，以巷道中線均勻向巷道兩側(cè)分布.錨桿間排距800菱形，并采用直徑6鋼絲電焊金屬平網(wǎng)，網(wǎng)間壓茬100200。由于是半圓型斷面，半圓與兩幫直墻直接相切.切點相冠線不可導(dǎo)，是支護體最為薄弱的

12、部位，巷道來壓時頂板的不均布載荷和底板向上的均布載荷交互作用下，直墻與半圓的相冠線上下向內(nèi)收斂變形。整個主體工程施工時在兩幫直墻與半圓的相冠線以上300350處各打一排直徑20，右旋2400螺紋鋼高強錨桿，然后按800間距套U29-10.52的可縮性支架，以巷道中線向兩側(cè)各接頂1米，兩腮和兩幫不插背，待變讓壓。八、工程理論(一)三采中石門(150米)采用了棚間距為500的U25-10.52的架棚支護，從1998年3月投入使用后到2022年9月的八年多的效勞時間看，期間整個石門整體套修5次清臥皮帶巷底板鼓起多達9次，這期間大局部的時間內(nèi)勉強堅持消費.在02年后的五年中長期進展維護不斷線，消費的連續(xù)性難以為繼，后通過采用了錨注方法進展了套修，輔之以錨索進展了加固積極支護效果明顯。(二)四采下部軌道平石門。在施工到9#煤層位置(采用架棚支護，棚間距0.5)時，由于頂板破碎加之伴隨有頂板淋水，造成迎頭頂扳發(fā)生了大范圍的冒落，冒落空間長寬高=18.64.1*10.8。冒落后采用了頂板和兩幫密集管縫錨桿支護與巷道方向成20夾