空间交叉软岩巷道支护设计与施工

空间交叉软岩巷道支护设计与施工

摘要：针对赵固一矿煤层埋藏深、矿压显现剧烈的特点，分析了空间交叉软岩巷道支护的关键点。采用“锚网索+工钢对棚+喷浆+注浆”高强度的支护设计和高标准的施工，保证了巷道的长期稳定。巷道支护一次成功，节省了后期大量的维护费用。

关键词：空间交叉软岩支护

12011工作面为赵固一矿西二盘区首采工作面，工作面上分层回采年限预计不到两年。根据西二盘区巷道布置形式，考虑12011工作面通风系统，需要12011工作面胶带顺槽与西二盘区轨道运输大巷空间交叉，一方面要解决12011工作面通风和胶带运输问题，另一方面解决12011工作面胶带顺槽和西二轨道运输互通问题。

西二轨道运输巷位于12011胶带顺槽上方，沿煤层顶板布置。如何保证12011胶带顺槽顺利从西二轨道运输巷下方穿过，同时通过对西二轨道运输巷的加固，保证巷道的长期稳定成为支护设计和施工的关键点。

1 工程概况

1.1地质条件

工作面煤层埋深在－610～－620m之间，在施工西二轨道运输巷时，巷道直接顶厚度较薄、围岩松软破碎、顶板稳定性差、掘进时有顶板砂岩淋水现象。

西二轨道运输大巷与12011工作面胶带顺槽交叉处煤层厚度 6.2m，倾角3.5°，硬度f=1～2，裂隙发育。煤层顶板有薄层炭质泥岩伪顶，厚度0.3m；直接顶为泥岩、砂质泥岩，厚度1.2m；老顶为大占砂岩，厚度8.9m。煤层直接底

灰岩，厚度1.8-2.8m。

为泥岩、砂质泥岩，厚度13.8-15.3m；老底为L

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2 交叉巷道支护方案设计

2.1设计思路

12011工作面胶带顺槽上方西二盘区轨道运输巷为沿煤层顶板施工巷道，巷道高度3.5m，底煤厚度2.7m。巷道一次支护采用锚网索支护，二次支护采用U 钢棚+喷注联合支护。预交叉处未进行二次支护。12011工作面胶带顺槽将沿煤层底板托煤掘进巷道，从西二轨道运输巷下方穿过，需破底板掘进。两巷道中线水平方向夹角73°。

西二轨道运输巷

西二胶带运输巷

西二回风巷

12011工作面胶带顺槽

12011工作面轨道顺槽

12011工作面

交叉位置

图1 西二轨道运输巷与12011胶带顺槽交叉位置平面图

根据巷道布置情况，巷道设计思路主要有如下几点：

（1）控制好12011胶带顺槽托煤段巷道顶板，提高顶部围岩的主动承载能力，促使上覆岩层作用力向巷道两侧深部转移，减弱对两帮的垂直应力传递。

（2）提高交叉段巷道两帮与角部围岩的自承能力，减少两帮下沉量及由于帮下沉导致帮部向巷道空间的滑移鼓起量和破碎膨胀量[1]；

（3）减弱交叉点巷道角部应力集中程度并在两帮和角部形成自承能力较高承载拱以控制两帮和底角围岩塑性区的发展；

（4）利用锚杆、锚索对巷道围岩起挤压加固作用[2]，增加围岩的压应力，改善围岩应力分布状态[3]；在软弱破碎围岩中注浆，充填煤岩裂隙，缩小围岩松动圈，提高围岩的自承能力和稳定性；锚杆或锚索结合注浆可以很好地控制巷道两帮围岩移近，而加固了两帮控制了底板下沉，从而全面控制巷道围岩变形。

经过分析和工程对比，交叉处12011胶带顺槽采用“锚网索+工钢对棚+喷浆+注浆高强度支护技术”。

2.2西二轨道运输巷支护设计

（1）西二轨道运输巷交叉点（两侧各10m 架棚段）帮部布置斜拉锚索，配

14#槽钢竖梁。锚索规格：φ17.835300mm，锚索间距1600m。锚索托盘规格为2003100mm,采用16mm厚钢板加工；托盘与槽钢间垫一块50mm木垫板，规格为2003100mm。

（2）西二轨道运输巷（12011胶带顺槽上方未架棚段）全断面补打锚杆，规格为φ2032400mm，间排距18003800mm；锚杆安装后，外露端距两侧U钢棚内表面50mm左右。

（3）西二轨道运输巷（12011胶带顺槽上方未架棚段）全断面喷射C40高强混凝土支护，体积配比为：水泥：砂：石子：速凝剂=1：2：2：0.04；增强剂选用MK-1型高活性矿物增强剂，用量为水泥的10%（外加）。喷后挂一层φ6.5mm 金属网，网片规格210031100mm，然后全断面复喷成型，封闭网片。喷浆前在巷道两侧施工注浆孔，深度1200mm，预埋长度800mm的注浆管，外露长度100mm （喷浆后），间排距300033000mm。注浆选用选用新鲜425#普通硅酸盐水泥, 浆液类型为单液水泥浆，水灰比为0.75：1，注浆终压不小于2.1MPa。注浆时如有跑浆现象可根据现场情况用水泥掺加少量的速凝剂进行封堵。

（4）西二轨道底板混凝土强度C20，体积配比为：水泥：砂：石子=1：2：2。水泥选用普通硅酸盐水泥，标号425#；砂子采用机制砂；石子选用机制直径5--10㎜碎石。棚后喷浆、底板混凝土要求密实。

巷道中心线锚索规格Ф17.8×5300mm 锚索排距1600mm

锚杆规格Ф20×2400mm

锚杆间排距1800×800mm

Ф45×800mm注浆管

图2 交叉处西二轨道运输巷补强支护图2.3 12011胶带顺槽支护设计

（1）12011胶带顺槽托煤掘进，托煤厚度2.7m。托煤段巷道支护设计：巷道为半圆拱形断面，支护方式采用锚网索喷支护。顶部5根锚索采用Φ17.838300mm，中间3根锚索采用16#槽钢连接，槽钢长度为2600mm；其余2根锚索为点锚索。拱基线以上附近2根锚索和帮部锚索采用Φ17.835300mm。锚索间排距100031000mm。每根锚索配2个托盘，规格分别为3003300mm,1503150mm，均采用16mm厚钢板加工制作。金属网采用Φ6.5mm冷拔钢筋焊接加工，网片规格130032300mm。喷混凝土封闭巷道围岩，厚度50mm，强度C20。

（2）交叉口巷道支护设计：巷道为矩形断面，支护方式采用锚网索喷支护。要求先锚网后喷混凝土。帮部每侧布置4根锚索，锚索规格Φ17.835300mm，间排距90031000mm。锚索预紧力不小于100KN，锚索锚固力不低于200KN。帮部铺Ф6.5mm钢筋冷拔焊接网，挂钢筋梯。帮部喷混凝土封闭围岩，厚度100mm,强度C20。并架设全封闭12#工钢对棚，对棚棚距（中-中）400mm，柱后铺金属网，喷射C20混凝土，封闭工钢内表面；喷前在西二轨道巷两侧施工注浆孔、预埋注浆管，注浆孔位于腰线及底脚，间排距150031500mm。棚梁上部铺双层网、浇筑混凝土，强度C20，厚度400mm左右，顶面与西二轨道巷设计底板一致。

图3 交叉处12011胶带顺槽支护图

3 施工管理

3.1施工要点

（1）12011胶带顺槽掘进至距离西二轨道巷中20m位置时，必须对西二轨道巷进行补强支护。

（2）12011胶带顺槽托煤掘进过程中，必须加强矿压观测，及时打设单体

柱加强支护。

（3）12011胶带顺槽掘进至西二轨道运输巷西帮5m处开始变断面掘进，边掘边支，锚网后及时架设工钢对棚；掘进至西二轨道巷西帮2m时，每掘进0.4m，就停下进行架棚，边掘边架棚。

（4）按通尺计算距透口处剩余5m时，每班开工前及时按仰角10～15°打探眼，探实际贯通距离与透口处中线是否吻合。透口时从中线位置开始先掘透，再向两帮扩刷至设计断面。

3.2施工质量要求

（1）锚杆安装牢固，托盘密贴壁面。锚杆预紧扭矩均不小于200N2m。顶板锚杆锚固力不小于170KN，帮部锚杆锚固力不小于150KN。锚杆间排距允许偏差±100mm，锚杆角度不大于15°，锚杆外露长度不大于50mm。

（2）顶锚索预紧力不小于100KN，锚固力不小于300KN。帮锚索预紧力不小于60KN，锚固力不小于150KN。锚索孔距允许偏差±100mm。外露长度不大于300mm。

（3）网片搭接宽度不小于100mm，用14#铅丝双股绑扎（间隔≤200mm）或采用三花联网方式绑扎。

（4）架设工钢对棚时，要棚体端正，迎山有力，棚后不得出现空顶、空帮、空肩窝的“三空”现象[4]。棚后要用混凝土喷射密实。

3.3施工质量监管

施工质量实行三把关，一是自把关，即要求现场施工单位每班安排专职质量监督员，负责监督、检查工程质量；二是检查关，矿属质量检查部门采取不定时现场检查，发现问题及时要求整改，问题整改结束前不得组织施工；三是验收关，矿属质量验收部门定期验收工程质量，进行考核，不符合质量要求的工程将扣发工程款的20％，限期整改合格后补发10％。同时对相关责任人进行处罚。通过严格管理，高标准要求，巷道施工质量验收达到优良，满足了设计要求。

4 效果分析

根据矿压观测显示，交叉处巷道顶底板最大变形量为10mm，帮部最大变形量15mm，且在支护30d后基本稳定。经过一年的使用,巷道稳定，节省大量后期维修费用。

5 结语

巷道空间交叉设计方面，简洁合理，简化了巷道布置，保证了工作面通风系统和两个巷道的运输畅通，成功解决了矿井局部通风与运输存在的矛盾。安全生产方面，施工工艺得当，施工速度快，整体性、密实性好，安全可靠；施工方面，采用了煤巷托煤掘进锚网支护新技术、工钢新型对棚、喷射C40高强度混凝土以及壁后注浆加固综合技术；经济方面，满足了矿井正规化建设要求，对矿井实现安全、高产、高效等都具有非常重要的现实意义，经济技术效益显著。

参考文献

[1]李江锋.近距离空间交叉软岩巷道底鼓治理方法[J].中国科技论文在线,2009(8):2～3.

[2]东兆星，吴士良.井巷工程[M].徐州：中国矿业大学出版社，2006.

[3]蒋金泉，王国际，张登明，代进.矿山压力与岩层控制[M].徐州：中国矿业大学出版社，2007.

[4]苏建军，孟迪，杨国强.石壕煤矿扩巷复合支护技术实践[J].中州煤炭，2010（6）：71～72.

同煤集团巷道支护理论计算设计方法(初稿)详解

汾西矿业集团巷道支护理论计算设计方法 （初稿） 生产技术部 2009年8月

前言 煤矿巷道支护有架棚、料石砌碹、锚杆等一系列支护形式，架棚和料石砌碹等支护是被动支护，由于成本高、进度慢、消耗体力大、支护效果差等原因逐渐被淘汰。而锚杆支护在煤矿巷道支护中占主导地位，是唯一能实现安全、快速、经济的一种支护形式。现在无论在国内还是国外，煤矿巷道都优先采用锚杆支护，锚杆支护已成为巷道支护发展的方向。 支护设计是巷道支护中的一项关键技术，对充分发挥锚杆支护的优越性和保证巷道安全具有十分重要的意义。如果支护形式和参数选择不合理，就会造成两个极端：其一是支护强度太高，不仅浪费支护材料，而且影响掘进进度；其二是支护强度不够，不能有效控制围岩变形，出现冒顶事故。 目前，国内外锚杆支护设计方法主要分为三大类：工程类比法、理论计算法和数值模拟法。工程类比法包括：根据已有的巷道工程，通过类比提出新建工程的支护设计；通过巷道围岩稳定性分类提出支护设计；采用简单的经验公式确定支护设计。 理论计算法基于某种锚杆支护理论，如悬吊理论、组合梁理论及加固拱理论，计算得出锚杆支护参数。由于各种支护理论都存在着一定的局限性和使用条件，而且很难比较准确、可靠地确定计算所需要的一些参数。因此，依据理论计算所做的设计结果很多情况下只能作为参考。 随着数值计算方法在采矿工程中的大量应用，采用数值模拟法进行锚杆支护设计也得到了较快发展。与其他设计方法相比，数值模拟法具有多方面的优点，如可模拟复杂围岩条件、边界条件和各种断面形状巷道的应力场与位移场；可快速进行多方案比较，分析各因素对巷道支护效果的影响；模拟结果直观、形象，便于处理与分析等。数值模拟法已经在美国、澳大利亚及英国等锚杆支护技术先进的国家得到广泛应用。如澳大利亚锚杆支护设计方法就是在巷道围岩地质力学测试与评估的基础上，采用数值模拟分析结合其他方法提出锚杆支护初始设计，然后进行井下监测，根据监测数据验证、修改和完善初始设计。尽管数值模拟法还存在很多问题，如很难合理地确定计算所需的一些参数，模型很难全面反映井下巷道状况，导致计算结果与巷道实际情况相差较大。但是，数值模拟法作为一种有前途的设计方法，经过不断的改进和发展，会逐步接近于实际。

巷道断面设计-交叉点设计

目录 第一章设计资料 (2) 第二章巷道断面施工图设计 (2) 第一节巷道断面形状的选择 (2) 第二节道床参数的选择 (3) 第三节巷道内管线布置 (3) 第四节巷道净断面尺寸的确定 (3) 第五节验算风速 (5) 第六节选择支护参数 (6) 第七节确定水沟参数 (6) 第八节确定巷道掘进断面尺寸 (6) 第九节编制巷道断面特征表和每米巷道材料消耗量表 (7) 第十节绘制巷道断面施工图 (8) 第三章交岔点设计 (9) 第一节选择基本数据 (9) 第二节平面交岔点尺寸计算 (9) 第三节交岔点的断面尺寸计算 (10) 第四节工程量及材料消耗 (12) 第五节绘制交岔点施工图 (15) 参考文献 (15)

第一章设计资料 某煤矿，设计生产能力为3Mt/年，服务年限为65年。采用立井开拓、单水平、上下山开拓。地面标高+38m，生产水平为－650m，属低沼气矿井。通风方式为中央并列式通风，井下最大涌水量为400m3/h，通过第一水平东运输大巷的流水量为180m3/h，风量为45m3/s。；采用ZK7－9/550电机车牵引1.5t矿车运输。内设φ108压风管和φ59供水管各一路，另设动力、照明、通讯和信号电缆各一路。大巷中间有一单轨分岔巷道与之相连（单轨巷道宽2860mm，其中b3为1330mm），并成60°交角，交岔点处在不稳定岩层中，试设计大巷断面及交岔点。 第二章巷道断面施工图设计 第一节巷道断面形状的选择 巷道断面形状的选择，主要应考虑巷道用途及其服务年限、所处的位置（即作用在巷道上地压的大小和方向、围岩性质）、选用的支架材料和支护方式、掘进方法和采用的掘进设备等因素。 一般情况下，巷道的用途和服务年限是考虑选择断面形状的重要因素。服务年限长达几十年的开拓巷道，采用受力性能好的各种拱形断面较为有利；服务年限短的准备巷道或回采断面多采用断面利用率高的梯形或矩形断面。 作用在巷道上的地压大小和方向在选择断面形状时也起主要作用。当顶压较大、侧压较小时，则应选用直墙拱形断面（半圆拱、圆弧拱或三心拱）；当顶压、侧压都很大且有严重底鼓时，就必须选用诸如马蹄形、椭圆形或圆形等封闭式断面。 矿区富有的支架材料和习惯使用的支护方式，往往也直接影响巷道断面形状的选择。金属支架和锚杆可用于任何形状的断面；喷射混凝土支护方式适用于拱形等曲线断面。 掘进方法和掘进设备对于巷道断面形状的选择也有一定的影响。目前，岩石平巷掘进仍是采用钻眼爆破方法占主导地位，它能适应任何形状的断面。未来在使用全断面掘进机组掘进的岩石平巷，选用圆形断面无疑是更为合适的。 上述选择巷道断面形状应考虑的诸因素，彼此是密切联系而又相互制约的。条件要求不同，影响因素的主次位置就会发生变化。所以，应该综合分析，抓住主导因素兼顾次要因素，以便能选用较为合理的巷道断面形状此煤矿，设计生产能力为3Mt/年，服务年限为65年，采用立井开拓、单水平、上下山开拓，地面标高+38m，生产水平为－650m，巷道中等稳定，设计采用锚喷支护，选择半圆拱形断面。

浅谈煤矿软岩巷道支护技术

浅谈煤矿软岩巷道支护技术 随着煤矿开采技术的成熟，开采深度的不断深化、开采规模的扩大，巷道损坏程度逐渐的扩大。软岩巷道支护一直是巷道工程的一个疑难点。软岩巷道的支护与使用维护优劣程度，直接影响到煤矿安全高效生产。文章通过对软岩巷道的概念、支护原理、支护原则、支护类型、支护对策等方面进行论述。 标签：软岩巷道；支护；原理；原则 1 软岩的基本概念 软岩是在特定的环境下，塑性变形明显的岩体。这种岩体多是泥岩、粉岩等。软岩的特点可以用软、弱、松、散概括。在煤矿巷道支护施工中，巷道围岩就是需要施工的岩体；工程力是指岩体上的重力、应力、水作用力、膨胀应力等。软岩通常分：低强度高膨胀性软岩、高应力软岩、极破碎软岩、复合型软岩四类。 1.1 低强度高膨胀性软岩，围岩质地破碎、强度偏低、遇水变形，对施工中的震动耐受力差。巷道围岩变形迅速，给支护带来很大困难。由于软岩中的泥质成分和结构面确定了软岩的特征，导致软岩产生塑性变形。软岩通常具有可塑性、膨胀性、崩解性、流变性、扰动性等特性。 1.2 我国煤矿开采深度逐年增加，使得一些矿井重力引起的垂直应力骤增，构造应力场错综复杂；在高应力条件下，扰动影响剧烈，围岩破坏程度加剧，涌现新裂纹致使煤岩体积扩大，扩容膨胀。 1.3 极破碎软岩巷道围岩内节理不同、裂隙等结构面，围岩支体破碎、稳定性差。巷道掘进工作中可能发生冒顶和片帮，给支护作业带来诸多不便。 1.4 复合型软岩指上述3种软岩类型各种组合。 2 软岩巷道支护原理与支护原则 2.1 支护原理 软岩巷道支护的重点在于发掘自承能力。支护原理：依据岩层特性，地压来源，运用科学设计方法，使支护体系和施工过程能够适应围岩变形的种种情况，从而达到控制围岩变形、维护巷道稳定的宗旨。 （1）改变思想，支护结构和强度和围岩自承能力相适应，与围岩变形及强度相结合，实践证明，单纯提高支护刚度的做法是难以达到预期效果；（2）适当卸压、加固与支护相结合的方法相辅相成，运筹帷幄，高应力区，需要卸力合理，对变形大的区域，要让度适量，支离破碎区域，进行整体加固；（3）对于围岩变形量测定，及时掌握围岩变形的活动状态，根据测定结果予以反馈，以确定二次

巷道锚杆支护技术参数的合理选择与设计(孙巧龙)

巷道锚杆支护技术参数的合理选择与设计 孙巧龙 （淮北朔里矿业有限责任公司，安徽淮北235052） 【摘要】本文浅析煤矿巷道锚杆支护高应力巷道影响锚杆支护的因素、煤巷锚杆支护的关键问题和煤巷锚杆支护的合理设计。 【关键词】锚杆支护；合理设计；选择；巷道 1引言 在煤矿巷道的锚杆支护中，由于其对破碎岩体的加固效果好，又优于U型钢被动支护，加上劳动强度低、经济效益显著的特点，因而在煤矿中得到了广泛的应用。煤矿软岩地层分布十分广泛，75%以上的采准巷道还要经受采动的频繁影响，所以在设计服务年限内的大部分巷道围岩变形量都比较大，严重的冒落无法再利用。因此，煤矿巷道锚杆支护技术研究的重点应是有效控制高应力、软岩和采动等大变形量围岩特性，以保障煤矿在安全、经济的良好环境下持续生产。 2高应力巷道影响锚杆支护的因素 2.1巷道断面 巷道锚杆支护过程中，对于深部高应力的地点，在进行断面选择时，必须根据顶底板岩性和巷道服务年限原则考虑选择。①对服务年限较长的开拓、准备巷道，应尽量选用承压效果好的圆弧拱断面。②对回采、顶板完整性较好的巷道，可采用梯形断面；复合顶板或破碎顶板的巷道，应采用承压性效果较好的斜切圆拱形断面。 就斜切圆拱形断面来说，斜切圆弧拱高一般应为巷道宽度的2/5—1/4，上肩窝部高度达到煤层顶板，下帮墙高根据设计要求进行设计。拱高控制可在掘进过程中通过控制中部高度实现。根据众多的实验证明，其断面承压效果要比梯形断面好。但是，岩石掘进工作量大是其缺点，并在一定程度上会影响掘进速度。 2.2锚杆性能 在锚杆的种类选择上，主要考虑锚杆的材质、粗度、延伸性、让压性能和预紧力等参数特性比较选择，其次是考虑锚固剂的选择。随着各种锚杆的不断出

软岩巷道支护技术发展现状分析

软岩巷道支护技术发展现状分析 耿志光 (河南工程学院安全工程系郑州451109) 摘要：随着我国新生代煤层的大力开发，软岩矿井的数量也在与日俱增。特殊条件下的巷道施工与维护问题已变得日益突出，并成为影响和制约我国煤炭工业发展的重要因素之一。采用常规的支护方法，已不能满足安全生产的需要。研究有效而经济的软岩支护方法, 是当前生产中急需解决的问题。为此查阅了大量相关科技期刊，对多个典型软岩矿井的支护技术进行分析，总结了我国软岩支护的发展现状。这对提高我国软岩支护的技术水平，提高经济效益，都有着十分重要的意义。 关键词：软岩；支护技术；发展现状 1引言 由于深部岩体处于复杂的工程地质环境，使深部岩体表现出的力学特性与浅部开采时往往具有很大的差异，并且，随着开采深度的增加，伴随着硬岩矿井向软岩矿井的转型。在浅部开采基础上发展起来的传统支护理论、设计方法及技术已难以适应深部巷道支护的要求，尤其是深部软岩巷道支护设计及实际的需要[1]。 随着其开采深度不断增加, 受高应力的影响, 软岩问题愈趋严重, 深部围岩处于软岩状态, 施工条件趋于复杂化, 巷道及硐室支护的难度和破坏程度不断增加[２]。底臌是煤矿巷道中经常发生的动力现象, 巷道底臌使断面缩小, 阻碍运输、通风和人员行走, 因底臌而造成巷道报废的现象时有发生, 严重影响生产和威胁安全[3]。软岩巷道支护问题日益突出。研究高效而经济的软岩巷道支护方法,是目前矿井生产急需解决的问题。 2软岩巷道的特征 2.1软岩的概念 软岩是我国煤炭系统的习惯用语, 它的概念已不是狭义的字面上的含义。目前人们普遍认可的软岩的概念包括松散型软岩、破碎型软岩、流变型软岩、膨胀型软岩及高地应力型也称硬岩软化型软岩等五种特点岩石。 2.2软岩的基本特征 1)软岩松散破碎, 结构疏松, 容重低, 孔隙率较高, 强度小, 稳定性差。一般软岩多为泥岩、炭质泥岩、砂质泥岩及粉砂岩组成, 单向抗压强度小于200 Mpa。 2)软岩易吸水崩解, 膨胀性强。软岩膨胀的概念有两个一、专指那些含有膨胀性矿物如高岭石、蒙脱石等的软岩所产生的膨胀变形。二、指软岩岩体向巷道空间的位移变形。 3)软岩巷道自稳性差, 围岩压力大, 来压快, 自稳时间短。多数围岩自稳时间仅几十分钟到几小时。 4）软岩巷道变形量大, 变形持续时间长, 具有流变性能。软岩静压巷道中总变形量超过400-500mm者甚多。变形时 间一般都在1-3个月以上, 甚至半年后仍继续增长。 5）软岩巷道变形速度快, 变形范围广, 底腻明显。 2.3软岩巷道的特征 1）围岩的自稳时间短、来压快所谓的自稳时间, 就是在没有支护的情况下, 围岩从暴露起到开始失稳而冒落的时间。软岩巷道的自稳时间仅为几十分钟到几个小时, 巷道来压快,

交叉点施工安全技术措施

交叉点施工安全技术措施Through the process agreeme nt to achieve a uni fied action policy for differe nt people, so as to coord in ate acti on, reduce bli ndn ess, and make the work orderly.

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交叉点施工安全技术措施 简介：该方案资料适用于公司或组织通过合理化地制定计划，达成上下级或不同的人员之间形成统一的行动方针，明确执行目标，工作内容，执行方式，执行进度，从而使整体计划目标统一，行动协调，过程有条不紊。文档可直接下载或修改，使用时请详细阅读内容。 根据公司的安排即将进行南轨道大巷和北西轨道大巷 的交叉点施工，由于施工的交叉点比较多且相对位置比较近，施工交叉点的跨度比较大，为了在施工过程中保证正常的施工，特编制了本安全技术措施： 一、在施工交叉点的时候，严格按照地测部放定的开口点位置和中腰线来控制。 二、掘进的尺寸严格按照地测部给的施工大样图和 +200m 水平南轨道大巷平断面图(S1816--125--8) 进行施工。 三、交叉点施工前，施工队要做好相应的开口前的准备工作。 四、施工前，施工队及相关人员必须认真学习施工措施 及施工图纸，熟悉掌握施工技术要求，搞好施工技术、质量、 安全交底工作。 五、施工交叉点时必须保证浅掘浅支，掘进方式采用一

巷道支护方案

支护方案 一、概述 二、处理方案 现场勘查后，根据现场各部位情况制定施工方案。下盘运输巷采用喷锚网支护，距已施工完成工作面3米；采矿进路开口5m采用喷锚网，矿体部分采用素喷混凝土；交叉点右侧墙体先施工喷锚网支护，再外部砌护；材料库房钢筋混凝土支护。具体施工方案如下： 1、喷锚网支护 喷锚网支护混凝土强度等级均为C25；喷锚网钢筋网采用∮8 mm钢筋，钢筋网间距100mmx100mm；锚杆采用∮20 mm螺纹钢筋，1m ×1m间距交错布置，锚杆长度2.2m，施工中可根据具体情况调整钢筋网和锚杆的设置参数。喷射混凝土支护、喷锚支护和喷锚网支护断面应按照相应施工规范进行施工。 1）喷射混凝土 喷射混凝土要求凝结硬化快、早期强度高，优先选用硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥。为了保证混凝土强度，防止混凝土硬化后的收缩和减少粉尘，喷射混凝土中的细骨料采用坚硬干净、细度模数宜大于2.5的中砂或粗砂。 为了减少回弹和防止管路堵塞，喷射混凝土的粗骨料粒径应不大于15mm。根据采用的速凝剂性能，通过试验确定其掺量，使喷射混凝土初凝不应大于5min，终凝不应大于10min。 一次喷射厚度。若一次喷射厚度过大，由于重力作用会使混凝土颗粒间的凝着力减弱，混凝土将发生坠落；若喷层厚度太小，石子无法嵌入灰浆层，将会使回弹增大。一次喷射合理厚度，墙50mm，拱

30mm。 分层喷射的间歇时间。当一次喷射厚度达不到设计厚度，需进行分次喷射时，后一层的喷射应在前一层混凝土终凝后进行。在常温15℃～20℃下喷射掺有速凝剂的混凝土时，分层喷射的间歇时间为15～20min。 混和料的存放时间。由于砂、石含有一定水分，与水泥混合后，存放时间应尽量缩短。不掺速凝剂时，存放时间不应超过2h；掺速凝剂时，存放时间不应超过20min，最好随拌随用。 喷射顺序是先墙后拱，自下而上进行。喷射前应埋设控制喷厚的标志，调节好给料速度。在喷射中，喷头应保持不断移动，以便减少回弹，保持喷层厚度均匀。如使喷头按圆形和椭圆形轨迹做螺旋式连续喷射，环形圈应为长轴400～600mm，短轴150～200mm。随时检测喷层厚度，确保达到设计厚度，岩面有较大凹陷处，应予以喷射找平。 2）锚杆施工 锚杆孔的施工应遵守下列规定：钻锚杆孔前，应根据设计要求和围岩情况，定出孔位，做出标记；锚杆孔距的允许偏差为150mm；钻孔的孔深、孔径均应符合设计要求。钻孔深度不宜比规定值大200ｍｍ以上，钻头直径不应比规定的钻孔直径小3.0ｍｍ以上；钻孔与锚杆预定方位的偏差为1°～3°。 锚杆安装前检查锚杆原材料型号、规格、品种。检查孔内积水和岩粉是否吹洗干净，不合格的锚杆孔要重钻。 采用药卷锚固剂进行锚固，锚杆安装采用先灌后锚法，把锚杆体插入孔眼直到底部，杆体安装后，不得随意敲击。锚杆锚入围岩的长度不低于2米。 要定期对安装好锚杆进行抗拔力测试，锚杆抗拔力可通过拉拔器作拉拔试验测出数值，不合格的锚杆可用加密锚杆的方法予以补强，并分析总结原因。 孔口承压垫座应符合下列要求：钻孔孔口必须设有平整、牢固的承压垫座；承压垫座的几何尺寸、结构强度必须满足设计要求，承压面与锚杆垂直。

软岩巷道支护

煤矿软岩巷道支护技术 摘要：煤矿软岩巷道工程支护，尤其是深部高应力软岩巷道支护，一直是矿业工程难点问题之一。随着矿井开采规模的增大和开采深度的不断加大，软岩巷道的支护与维护问题显得越来越突出，软岩问题愈趋严重，直接影响煤矿安全高效生产。本文分析了软岩的概念及分类，提出了软岩巷道支护对策与主要支护形式，并指出了以后软岩巷道支护新的发展趋势。 关键字：软岩巷道；高应力；支护对策 1 引言 由于煤层赋存条件的复杂、多变，煤层开采条件的不可选择性，多数矿井的生产和建设都将面临不同程度、不同数量的软岩巷道开掘及维护难题。特别是服务年限较长的准备巷道、开拓巷道施工、维护，需解决一系列软岩巷道问题，比如巷道自稳时间短、变形大、难维护、返修率高等。加之多数软岩巷道断面较大，巷道变形破坏的影响因素复杂[1]，在支护设计中，要考虑多方面的影响因素。软岩巷道的变形主要体现在顶板下沉量较大，两帮收缩、偏帮、底鼓严重。巷道的变形严重影响到运输、通风、行人的问题，因此寻找合理的支护方式已经迫在眉睫。 2 软岩的概念及分类 工程软岩是指在工程力的作用下，能够产生显著塑性变形的工程岩体[2]。在煤矿巷道支护工程中，巷道围岩就是所研究的工程岩体；工程力则是指作用在工程岩体上的力的总和，它包括重力、构造残余应力、水的作用力、工程扰动及膨胀应力等。该定义揭示了软岩的相对性，实质即工程力与岩体的相互关系。当工程力一定时，不同岩体可能表现为硬岩特性，也可能表现为软岩的特性。而对于同一种岩石，在较低工程力的作用下可表现为硬岩的变形特性，在较高的工程力作用下可能表现为软岩的大变形特性。按其上述特性，大体上可分为4大类：低强度高膨胀性软岩、高应力软岩、极破碎软岩、复合型软岩。 1)低强度高膨胀性软岩巷道，围岩不仅松软、强度低，而目_遇水软化、膨胀，对风、水、扰动十分敏感。巷道围岩变形速度快、变形量大、持续时间长，给支护带来极大困难。软岩之所以能产生显著的塑性变形，主要是因为软岩中的泥质成分和结构面控制了软岩的工程力学特性。软岩一般具有可塑性、膨胀性、崩解性、流变性以及工程扰动性等工程力学特性。 2)我国煤矿开采深度以每年8～12m的速度增加，开采深度超过1000m的煤矿已有数十处，部分矿井重力引起的垂直应力明显增大，构造应力场复杂，地应力高；在高地应力作用下，开采扰动影响强烈，围岩破坏严重，煤岩体的扩容现象突出，表现为大偏应力下的煤岩体内部节理、裂隙、裂纹张开，出现新裂纹导致煤岩体积增大，扩容膨胀。

浅谈软岩巷道支护

龙源期刊网 https://www.docsj.com/doc/74975651.html, 浅谈软岩巷道支护 作者：张法兵 来源：《科学与财富》2016年第13期 摘要：随着煤矿开采深度的加大，矿山压力显现明显，巷道支护十分困难，许多原本不 是软岩的岩体成为工程软岩。软岩巷道问题长期困扰着矿井正常的生产接续。通过对软岩巷道稳定性研究，可对复杂条件下巷道的支护、施工技术起到补充、完善的作用。研究软岩巷道支护、施工对煤矿安全生产和经济效益有着重大的意义。 关键词：煤矿巷道掘进软岩支护方式 一、前言 深井地压问题是矿井开采达到一定深度后出现的一大技术难题。当开采深度达到一定深度后，巷道周边的集中应力超过了巷道围岩的强度，巷道周边会产生各种形式的破坏，矿压显现变得更剧烈，与浅部岩层相比，差异较大。在矿井深部，即使在岩体本身强度较高的岩层内，也会出现类似软岩问题，即围岩压力大，支护困难。 二、软岩巷道的特征及支护 1、软岩巷道的特征 软岩巷道最明显的特征是地压显现比较剧烈，巷道维护困难，主要表现在围岩的自稳时间短、来压快、围岩变形量大、速度快、持续时间长、四周来压、底鼓明显、遇水膨胀、变形加剧，可以用4个字来概括：松、散、软、弱。 2、软岩巷道支护困难原因 造成软岩巷道矿压显现明显，支护困难的原因是多方面的，最主要的原因有以下几个方面。 （1）岩层成岩年代晚，胶结程度差 我国软岩矿区主要分布在开采新生界第三纪褐煤和开采中生界上侏罗纪的褐煤的矿区，这些矿区岩层非常松软破碎，易风化，因此怕风、怕水、怕震。 （2）岩石强度低 煤矿软岩多为泥岩、炭质泥岩、砂质泥岩等，单项抗压强度都比较低。由于岩石强度低，在中等或稍高应力水平状态下就能产生较大的围岩变形，支护困难。

巷道支护

各矿井掘进巷道支护参数优化指导意见 随着近年来各矿井工作面逐渐向井田深部延伸，开采条件逐步变差，断层、地质构造、矿压显现加强、涌水量增大等对巷道支护的影响越来越突出，各矿井相应增加了支护费用。但各矿井在实际支护过程中，对于顶板状况没有根据围岩特征区分对待，个别矿井出现该由连采队一次挂设的网安排二次施工，锚索布置相对密集，网片规格使用不统一，行人侧网片加宽、帮支护强度过高，造成支护费用上升较高，为科学合理确定支护参数，降低成本，保证安全生产，公司根据不同矿井巷道的围岩特性及巷道服务年限，结合现有各矿井巷道支护的现状，现对各矿井的巷道支护参数进行了优化，请各相关单位参照执行，如遇地质条件发生变化，必须制定加强支护措施，并严格执行。 第一条各矿井通道支护要求如下 1、薄及中厚煤层工作面回撤通道支护方案 (1)主回撤通道顶板支护：工作面使用2米支架时，每米5根锚杆，规格Φ16*1600mm；工作面使用2.8米支架时，每米5根锚杆，规格Φ16*1800mm；配套两种支架工作面通道锚索每 1.8米3根锚索（15.24×6500mm），每排锚索横向挂设一排W钢带；网片为双层全断面金属网（规格10#铅丝45*45mm网格）。 (2)辅回撤通道顶板支护：每米5根锚杆（Φ16*1600mm）；顶板破碎时挂钢筋网（规格Φ6.5*200*200mm）,不破坏时挂金属网；锚索每3米1根锚索（15.24×6500mm）。 (3)联巷：主通道侧10米联巷顶板与主通道顶板支护一致，如遇顶板

裂隙发育不完整的情况，相应架设工字钢棚，具体数量视情况而定。辅通道侧10米联巷顶板与辅通道顶板支护一致。 2、工作面使用3.5-5.5米高度支架（包括3.5米、5.5支架）的回撤通道支护方案 (1)主回撤通道顶板支护：每米5根锚杆（Φ18*2100mm）；锚索每1.5米3根锚索（15.24×6500mm），每排锚索横向挂设一排W钢带；网片为双层全断面金属网（规格10#铅丝45*45mm网格）。 (2)辅回撤通道顶板支护：每米5根锚杆（Φ18*2100mm）；网片为全断面金属网（规格10#铅丝45*45mm网格）；锚索每3米2根锚索（15.24×6500mm）。 (3)帮支护：主通道负帮、辅通道正帮挂设金属网（金属网距离底板高度1米），每米3根锚杆（Φ16*1600mm）。对于矿压显现强烈的主通道负帮需要补打锚索，主通道正帮片帮严重需要挂网的,必须报生产部组织审定。 (4)联巷：主通道侧10米联巷顶板、帮与主通道顶板、帮支护一致，如遇顶板裂隙发育不完整的情况，相应架设工字钢棚，具体数量视情况而定。辅通道侧10米联巷顶板、帮与辅通道顶板、帮支护一致。 3、工作面使用6.3米高度支架的回撤通道支护方案 (1)主回撤通道顶板支护：每米6根锚杆（Φ16*2100mm）；锚索每1米4根锚索（15.24×6500mm），每排锚索横向挂设一排W钢带；网片为双层全断面金属网（规格10#铅丝45*45mm网格）。 (2)辅回撤通道顶板支护：每米5根锚杆（Φ16*2100mm）；网片为全

关于软岩支护技术

关于软岩支护技术 前言 巷道支护是井工开采工程的核心，是一切安全生产和效益的基础，随着开采条件的日益恶化，采深的迅速增加，支护对井工开采的制约作用日趋明显，先进采矿方法能否实现，在很大程度上取决于巷道支护状况和有效断面能否得到保证。 第一节，深井巷道围岩强化支护技术体系及实践 一，深部高应力巷道：常规支护不能满足要求的一类巷道。 1，采用传统的架棚支护、锚杆支护都不能有效维护巷道。 2，以德国为代表采用U型钢可缩性支架、壁后充填、预留变形量架棚支护的方式，也不能有效维护巷道。 3，常常在掘进时就需要多次卧底、返修。 为此：出路在于发展新型锚杆类支护综合治理比较乐观，目前遇到的大部分问题可以得到解决或改善。 如：德国向我国输入U型钢可缩性支架、壁后充填技术，在德国使用范围400-600米深，可是在我国达到400米深度就解决不了我国的问题。 二，深部支护问题： 1，相当一部分埋深达到800-1000米的深井巷道支护难度不大，可以采用常规的支护技术解决，因此深井巷道支护并不都属于复杂困难支护巷道，我们关心的焦点是深部难支护巷道称为深部

支护问题。 2，它通常是指主要由于巷道埋藏深度导致的围岩较高的水平应力，使相对软弱的岩体发生大范围破坏，并产生大变型的一类工程支护问题。 三，复杂困难条件： 1，由于地层运动和成岩过程产生的强构造应力集中区，水平应力通常较大；这类构造区域内巷道变形有自身规律，其中顶板支护的安全可靠性要求较高。 2，膨胀性岩体、泥质岩体遇水泥化等条件，由于物理化学原因导致的岩体力学承载性能的衰减、岩体的变形等。 3，由于开采造成的次生应力集中区产生的巷道支护问题。 四，深井软岩成为支护重点： 1，深部高应力巷道的两个显著特点： （1），原始应力水平相对围岩强度高。 （2），采动附加应力更趋强烈、围岩破碎区范围进一步加大，不易形成结构效应。 2，时间效应强烈、变形速度快，不易长期维护： （1），第一类，围岩软弱型、即软岩巷道； （2），第二类，采动影响型、即动压巷道； （3），第三类，深井高应力型、即深井巷道； 五，巷道大变形、难以支护原因： 1，围岩松软破碎：单轴抗压强度﹤10-20MPa；

巷道支护上应采取的支护原则

巷道支护上应采取的支护原则： 根据生产实际及目前矿井巷道压力显现情况，集团公司不同矿井（区）矿井压力大小不一，目前压力较大地点主要有三矿采区巷道、二矿各井个别采区及大巷等为压力较大地点。 集团公司目前压力相对较小地点：四矿、一矿。 应根据掘进巷道压力值大小确定相应的支护方式，在选择支护方式上宜采用强度大于巷道压力的支护方式。巷道压力大小具体可分为压力较小地段、压力大地段、压力较大地段。同时提倡较大断面施工，在设计时应合理确定支护断面，在满足通风、运输、行人基础上应适当考虑巷道变形，相应扩大设计断面，利于翻修。同时在支护方式选择上要充分考虑施工进度，在保证支护强度的前提下保证巷道施工速度，以适应采区准备需要。第三在原始块段允许的地点提倡锚网、锚网u型钢联合支护方式。 1、技术设计上，大巷、石门等布置上要考虑采动影响问题，尽量不受采区开采动压影响，合理确定间距，在采区布置上，要考虑对巷道压力的影响或少受影响。 2、科学支护，建立健全矿压观测、监测队伍，做好矿压观测、监测工作，收集整理矿压数据、分析矿压显现规律，为巷道有效支护提供科学依据，根据巷道压力值大小合理确定巷道支护方式。

3、合理确定巷道支护方式，做到基本上支得住。对巷道掘送的岩石巷道，顶板坚硬且压力不大的，可采用裸体不支护或光爆喷浆支护方式，对于一般岩巷有一定压力的巷道可采用锚杆、锚网、锚喷支护方式；在原始段掘送巷道中提倡锚网、锚网U型钢联合支护方式，对于压力较小的地点，服务时间较短的巷道应推广锚杆锚网支护方式，根据不同地点选择相应强度锚杆，科学设计锚杆长度，排、间距，压力显现较大地点根据巷道服务年限宜采用选择支护强度较大的支护方式，如U型钢支护，锚网、锚索喷浆、U型钢联合支护等，合理确定巷道断面，锚杆的长度，排、间距，U型钢棚距，单、双棚等。定期、不定期对巷道矿压进行观测、监测，对于巷道翻修要根据矿压数据，分析矿压规律，提倡及时卸压，定时松帮、松顶，并根据巷道压力变形情况及时进行翻修，在巷道变形较小时进行提前翻修，节省人力、减少支护材料报废量，翻修时要采用合适的大断面，采用超大强度的支护。 4、加强巷道施工质量，严格按规程、规定作业，保证支护符合规定要求，巷道要保证成形质量，使其巷道承载能力稳定均匀承压，搞好光爆作业，合理炮眼布置，降低最小抵抗线，适量装药，大力推广应用综掘机掘进，较少爆破对围岩的震动；锚杆、锚索做好锚药的填装，抓好锚眼深度、角度、排间距等工艺施工，紧固好锚杆螺丝，喷浆材料符合

煤矿软岩巷道支护技术

煤矿软岩巷道支护技术 发表时间：2018-02-26T10:42:14.743Z 来源：《基层建设》2017年第33期作者：张晓赟 [导读] 摘要：一般而言，在煤矿巷道形成后，岩层受力均衡状况被打破，特别是岩层的应力会重组从而达到新的平衡，但一旦切向力作用过大，而反作用力不断减小，则会导致岩壁受力处于极端状态，而这种受力不均衡的情况也会逐步朝着巷道周围进行蔓延，最后导致岩壁异常拓展及变形，受力条件也在不断恶化。 太原理工大学山西太原 030000 摘要：一般而言，在煤矿巷道形成后，岩层受力均衡状况被打破，特别是岩层的应力会重组从而达到新的平衡，但一旦切向力作用过大，而反作用力不断减小，则会导致岩壁受力处于极端状态，而这种受力不均衡的情况也会逐步朝着巷道周围进行蔓延，最后导致岩壁异常拓展及变形，受力条件也在不断恶化。要避免严重事故发生，则需对巷道岩层进行支护，特别是一些质地较软的岩层，更需要采用科学的支护方案。要让软岩巷道支护保持能达到预期效果，则需采用科学有效的支护技术与方法。就此将从煤矿软岩巷道支护技术应用方面入手，进行具体分析与探讨。 关键词：煤矿软岩；巷道；支护技术 引言 煤矿是十分重要的能源，煤矿消耗量巨大，而煤炭的储量却在逐年下降，煤矿层的深度也越来越大。煤矿井下作业环境恶劣，如果地质条件比较差，则会造成煤矿井下作业危险度增加，需要结合实际情况选用巷道施工支护技术。基于此，对煤矿井下软岩巷道施工支护技术进行深入研究意义重大。 1 巷道支护理论概述 煤矿巷道支护理论是煤矿支护理论的一个基础性内容，从古至今，人们始终没有停止过对能源的开采和应用，而煤矿巷道支护技术也已经有了十几种理论形式，其中较为常见的就是悬吊理论、加固理论、最大水平应力理论等，其中悬吊理论主要就是应用于软围岩巷道顶板锚杆技术，在实际的煤矿开采中，虽然这种巷道技术较为少见，应用也不多，但是这种悬吊理论却能够更加直观地为煤矿开采给予帮助。而加固理论则从宏观的角度分析了煤矿巷道的内部结构，加固理论也具有自身的特点和结构特征，一般情况下都是在被纵横交错的弱面切割的岩层中安装锚杆，这样可以提升煤矿内部巷道的稳定性。除此之外，最为常见的就是澳大利亚锚杆支护技术，该种技术在某种程度上可以克服水平应力，避免巷道内部出现变形、破裂等问题。但是澳大利亚锚杆支护技术也有着一定的应用范围，通常情况下更适用于巷道平行于最大水平应用力，而其并不适用于垂直水平应用力。 2 软岩巷道支护特点 从科学的角度上来看，软岩巷道主要就是指容易风化、土质黏结性差、土质松软、稳定性差的岩石等，由于软岩石巷道硬度较差，很容易受到外界环境和因素的影响，所以在对这类煤矿进行巷道支护设计的时候应该格外注意。如果需要用数据来判断的话，通常就是松动圈厚度达到1.5m以上的被称之为软岩。从我国目前的地形上来看，软岩的分布并没有规律，很多地区都有软岩分布，通常情况下成岩土层较为深厚并且年代久远，其岩层无论强度大小都被称之为软岩。软岩的自身性质也将会决定巷道的实际特点。不同程度的软岩也应该有着具体的划分，并不是所有的软岩都符合同一情况的巷道设置。可见软岩巷道支护具有一定的要求和特点，只有站在正确的角度去分析和理解问题，才会更好地设置巷道内部的结构，为实现巷道支护体系的完善性奠定坚实的基础。 2 目前国内软岩巷道主要支护方法 2.1 全部刚性类 全部刚性类主要是指闭合钢架、完整预制模板、现场浇筑混凝土等方面的支护。当然，由于支护刚性增加，围岩受到的压力也会更多，所以即便是支护可靠性增强，岩层负载未曾减少，且支架改变与损坏问题未能解决。因此，这类支护并不能很好地协调围岩和支架的受力关系，且无法将刚性及强度配合巷道受到严重形变与压力的围岩进行配合，也会导致更多新问题产生，即如岩层断层增加、工作效率减少、资金投入过大等。 2.2 科学设计巷道位置 （1）在设计巷道前需要对矿井下水文地质情况、工程地质特点、应力场分布、岩层岩性等进行真实而完整的调查，以保障巷道设计的科学性。（2）在进行大巷道布设时，走向的选择应该尽可能地与应力的方向相平行。同时，还需要避免不同节理发育带、断层等情况。（3）在设计巷道的过程中应该尽量保持简单明了，避免空间的交错重叠。同时，矿井下峒室的施工过程需要按照巷道的实际情况来调整顺序。 2.3 U型钢伸缩类 按照软岩体积可变的特征进行设定支架，而这种支护主要是针对已出现体积形变的岩层或断层破裂位置的支撑。而且其优势在于具有较强的可变性，此外本身也具备更多的承受与支撑能力；从而保证支架受到的力与围岩应力完全相反，也就是说在特定情况中支架本身可进行伸缩，而对应的负荷量也会出现增大减小等调整，从而保证支护效果的有效改进。不过，在现实运用时，考虑到U型钢伸缩类支架的最大承重力往往无法体现。导致问题的主要因素是，巷道挖掘及支护技术都无法解决支架背面出现各类规格的空洞，从而导致支架附和围岩接触面十分不均匀。一旦围岩形变，支架由于综合负载的总体作用而出现崩塌形变，而且受力条件较差，往往会因为弯曲、扭转等形变情况而无法进行支撑；此外，由于对支护阻力有更加严苛的要求，对于钢制架的质量也要求越大，这也间接加大了钢材用量，提升支护资金投入。 2.4 综合类 综合支护就是不同的支护方式进行组合，如：锚喷组合注浆加固、U 型钢伸缩配合注浆等。无论哪种综合支护方式，都需按照软岩巷道围岩特征及具体情况进行挑选和运用，且需明确科学的支护方案及数据。此外，锚喷支护应作为优先选择，因为其具有更强的适用性与功能性，能满足一些复杂条件下的支护。此外软岩属于难以找到支点的岩体，因而支护存在难度性，而针对软岩巷道，综合类支护技术的运用需注意以下几方面的问题：a）尽量向外岩层给予抗拒力从而调整岩体的整体受力情况，避免出现碎裂、形变问题，也能保证围岩的稳固性，当然，在岩体内部入手，则需强化其强度，从而保证具有更强的负荷承受力；b）U 型钢伸缩类支架的泛用性较强，但考虑支护成本的问题，可局部采用；且设置支护后，无论在填补还是施工方面，最终效果往往会对支护情况造成一定作用；c）锚喷支护是目前较为先进

锚网巷道支护设计说明书

锚网巷道支护设计说明书 一、地质条件 根据地测科提供22508轨道巷地质说明书及钻孔情况分析，该巷道沿5#煤层掘进，煤厚为3.0-4.0m，煤层顶板多为k4细粒砂岩，局部地段发育厚度约为0.2m的黑色砂质泥岩；煤层底板多为粉砂岩或灰色泥岩，局部地段发育有薄层的石英砂岩。参考煤柱面掘进资料显示，在该段巷道可能遇见断层发育。 二、巷道断面 巷道采用锚网索支护、断面为矩形，设计规格：3.4m*3m（宽*高）巷道支护设计图（见附图1） 三、锚杆支护巷道支护设计 1、支护方式 ①临时支护 锚网索巷道临时支护采用带帽圆木点柱，点柱规格为直径不小于16cm、长3m的新鲜圆木、点柱不少于2根。 ②、永久支护 采用锚网索支护作为永久支护，支护材料为： 顶部：锚杆18mm*2200mm，Q500高强度螺纹钢锚杆，托盘150mm*150mm，厚度8mm 帮部：锚杆16mm*1800mm，Q335矿用螺纹钢锚杆，托盘150mm*150mm，厚度6mm 金属网：采用直径6mm钢筋焊接，网孔规格为70mm*70mm。

菱形铁丝网：采用10铁丝编制、网孔45mm*45mm 塑料网：采用pp180ms矿用塑料网网孔为30*30. 锚索直径17.8*6300mmswrh82b、强度级别1860兆帕钢绞线。托盘300*300*12mm 3、按悬吊理论计算锚杆参数： （1）、锚杆设计长度计算： L= L1+L2+L3 式中 L—锚杆长度2200mm L1—锚杆外露长度0.07m， L2—锚杆有效长度1.50（顶部锚杆取免压拱高b） L3—锚入岩层深度0.6m 根据满足顶板最下一层岩石外表抗拉强度条件确定组合梁厚度，即锚杆有效长度L2，则顶板稳定时应满足 L2≥ 式中：B—巷道开掘宽度，取3.4m ；σ1 ———顶板岩石抗拉强度; K1—顶板岩石坚固安全系数3~5 根据以上数据计算出该长度满足巷道支护设计要求。 （2）、锚杆间、排距计算: 式中：式中 SC ———锚杆间、排距; τ———杆体材料抗剪强度 ,MPa;

软岩巷道支护设计

软岩巷道支护设计 邱照辉 (鸡西矿业集团公司梨树煤矿,黑龙江鸡西158100) 摘　要:梨树煤矿建矿以来一直受软岩困扰。该矿通过对软岩巷道岩性的分析,以采面上、下巷为主,应用悬吊理论与组合梁理论,设计锚、网、索、钢带的联合支护方式,有效地控制变形、片帮,为矿井安全有效地管理软岩巷道提供了科学依据。 关键词:锚杆;围岩;联合支护中图分类号:T D353 文献标识码:A 文章编号:1008-8725(2009)09-0088-03 Design on Support in Soft R ock Tunnel QIU Zhao -hui (Lishu C oal M ine ,Jixi M ining Industry G roup C om p.,Jixi 158100,China ) Abstract :Lishu C oal Mine has been plagued by s oft rocks.By analysis on the lithology of s oft rock tunnels ,taking the upper and down tunnels as dominant factors ,the theory of suspension and com pound beam was ap 2plied ,the combined support with bolt ,net ,cable and steel belt was designed.The deformation and wall cav 2ing were effectively controlled.The scientific basis was provided for controlling s oft rock tunnels safely and ef 2fectively in coal mines. K ey w ords :bolt ;host rock ;combined support 0　前言 梨树煤矿隶属于鸡西矿业集团公司,近几年刚改扩建投 产,设计年产量为90万t Πa 。该矿主产煤种为主焦煤,煤层赋 存稳定,可采厚度218～310m ,煤层顶、底板为复合型顶板,以黑灰色粉砂岩居多。因岩层软、围岩压力大,给开采带来表2　需建图层列表 表3　设置文字样式 文字样式名称 字体名文字高度 宽度比例 备注 ST 2.2宋体 2.2(小五) 1 标注汉字 ST 2.5宋体 2.5(小五)1标注汉字 T NR2.2 T imes NewR oman 2.2(小五)1标注数字 备注 一般而言,粗线取0.3mm ,细线取0.09mm 。 2.6　保存文件 打开“文件”菜单单击“另存为”打开图形另存为对话框,在存为类型下拉框中选“”文件类型在文件名中输入“采矿图模板”单击“保存”出现“样板说明对话框”在模板说明对话框中输入以下说明:采矿专用模板,比例1:1,单击“确定”,此时系统会在相应的位置创建一个“采矿制图模板.dwt ”模板。最后将建好的图形保存为.dwt 格式,并存放在autocad \cadt 2 em plate 目录下[8] 。这样,在下次新建图形时,可以从“使用样 板”进入绘图界面。对新图保存时,缺省类型为.dwg ,不会覆盖原有的样板文件[2]。 3　模板的使用 把采矿图样式绘制成标准模块,从而统一了采矿制图的标准,消除了制图中的任意性,减少了绘图人员的工作量,为二次开发修改图形打下了良好的基础。用户可以根据自己的使用习惯和需要灵活地建立1套模板。在用AutoC AD 具体进行绘制相关图形时,就可以根据需要使用自己定制的相关模板。当然,如果条件允许,还可以利用专用的采矿C AD 绘图软件包,同样可以节约大量的时间,提高绘图效率。在这方面,中国矿业大学矿业工程学院林在康教授做了大量的AutoC AD 二次开发工作,研发了一系列基于C AD 的数字化矿井模型和煤矿生产技术软件包[4]。 4　结束语 上述是制作样板的几个方面及一般方法,用户可根据工作的需要自定义特色的专业设计模板。结合在工作中的绘图实践,所制作的图形样板很好地符合了我国国家制图标准以及采矿制图标准。通过模板的合理使用,可大大缩短了绘图的前期准备时间和设计周期,减轻了设计者的工作强度,大大提高了设计效率。 参考文献: [1]　煤矿地质测量图图例[M].北京:煤炭工业出版社,1989. [2]　吴永进.AutoCAD2006中文版特训教程[M].人民邮电出版社, 2006.[3]　张荣立,等.采矿工程设计手册[M].北京:煤炭工业出版社, 2003.[4]　郑西贵.采矿AutoCAD2006入门与提高[M].徐州:中国矿业大 学出版社,2005.[5]　周跃进.AutoCAD2002模板的绘制与使用[J ].矿山压力与顶板 管理,2003,(3).[6]　杨建根.AutoCAD 制图模板的开发与制作[J ].机械设计与制造, 2005,(12).[7]　张俊,等.基于AutoCAD 技术绘制采矿工程图[J ].采矿技术, 2005,(3).[8]　马源晖,刘让铁.AutoCAD 模板文件制作过程详解[J ].金属加 工,2008,(5). (责任编辑　王凤英) 收稿日期:2009-04-15;修订日期:2009-06-15 作者简介:邱照辉(1982-),男,黑龙江鸡西人,助理工程师,2006年毕业于黑龙江科技学院,现任鸡西矿业集团梨树煤矿生产技术科主任工程师,T el :0467-2788408。 第28卷第9期2009年9月 煤　炭　技　术C oal T echnology V ol 128,N o 109 Sep ,2009

软岩巷道支护技术研究与应用

软岩巷道支护技术研究与应用 发表时间：2017-10-09T16:10:06.277Z 来源：《建筑学研究前沿》2017年第14期作者：江山山 [导读] 基于能量平衡理论的深部软岩巷道支护技术为我们更好的解决深层煤炭作业中出现的安全事故问题。 安徽神源煤化工有限公司安徽省淮北市 235126 摘要：软岩的强度和刚度的岩体结构小，临近采区高应力状态下的岩石巷道掘进中，极易造成破碎软岩，导致对煤矿安全生产的不利影响，因此支护技术的应用是非常必要的。在实际生产过程中，不同围岩性质的应力状态不同。如果采用单一的支护技术方案，不仅达不到预期效果，而且会带来更大的安全隐患。因此，在实际的煤矿巷道掘进中，应根据围岩的实际性质选择合理的支护形式，以确保煤矿安全生产。 关键词：软岩巷道；支护技术；应用 1软岩巷道支护机理 为了保证软岩的极限承载力，一般在软岩巷道支护设计过程中消除围岩塑性变形。围岩应力状态会因煤矿开采而发生改变，而为了保证围岩的承载能力就必须对围岩进行加固，提高巷道围岩支护强度。若围岩在巷道挖掘后而受到的各应力(静水压力、重力、构造应力、土压力等)合力为P合，当对软岩巷道进行支护之后，P合是指支护结构提供支撑力、围岩的自撑力和围岩变形而产生工程力三者的合力。因此，当围岩应力状态发生改变时，巷道围岩难免会出现塑性变形，为进一步降低巷道围岩塑性变形危害，加强支护和提供可变空间的方式来改变巷道严重变形现象，确保围岩支护稳定。 2现今煤层深部软岩巷道支护技术现状和问题 不同开采条件的深部巷道在高应力作用下有其独特的破坏机理，采用通常的支护方法和手段，巷道支护效果条件差，巷道修复率高，永久性巷道支护后常出现冒顶、片帮、底鼓等现象，需多次维护与加固，维护工程量大，支护成本较高，巷道安全隐患点多，煤矿安全生产时刻受到威胁。 深部巷道围岩的地质力学快速测试系统和高预应力、强力锚杆支护系统。这种支护系统是目前较为有效的一种支护系统。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，显著提高了巷道支护效果，能够在安全的情况下保证采煤面快速推进，大幅促进煤炭产量的提高。锚杆支护只能对浅层煤矿巷道的变形起到防止变形的作用。在深部条件下，巷道围岩出现高地应力，尤其是受到水平构造应力的影响很大。许多在浅部煤层防治巷道变形的理论和支护手段都失效了。由于高地应力没有作用在煤层巷道的一个水平面上，导致地应力大小不均，深部围岩体现出非线性大变形的特点。由于深部复杂的地理环境导致深部巷道支护极其困难，尤其是厚煤层软岩巷道变形将成为干扰井下正常安全生产的重大难题。深部高地应力岩巷矿压显现具有明显不同于浅部的特点，巷道围岩承载力、地应力、巷道原支护结构、松动圈及顶板应力集中导致软岩巷道诱发大变形，地压大，巷道维护困难成为突出问题。原有支护方式采用的锚杆支护材料强度与刚度小，初期锚固力低，支护效果差。在集中应力的作用下，巷道围岩发生较大的变形，尤其表现为顶底板移近量加大、锚杆、锚网拉断、两帮内挤、巷道肩部破碎。 3能量平衡理论应用于厚煤层软岩巷道支护技术 基于能量守恒原则，能量支护理论被提出，其主张运用到煤层巷道中的实践就是：对岩体的开采总是伴随着能量的输入、聚集、输出过程，巷道工程的支护也要随着变化，才能使能量处于动态平衡。在煤层巷道内利用支架等支护设备对围岩能量进行释放，最终完成能量守恒。这就解决了井巷工程拨门施工时，能量一旦出现失衡状态，厚煤层软岩层及其围岩就会出现巷道变形情况。能量平衡理论要求在煤层巷道内部，调整支护设计、二次支护和优化弱面支护结构来改善深部高地应力软岩巷道支护状况。 3.1调整支护设计 支护设计的调整主要是为了满足巷道与岩体之间的受力平衡。围岩处于应力场，与人为因素无关。拨门开挖施工后巷道围岩近似处于双向应力状态。支护承受岩石释放的能量，将应力沿支承方向传递，从而实现能量的传递和平衡，更好地完成支护效果。 3.2调节支护结构 巷道支护刚度小，支撑力相对降低，巷道周围径向位移严重；软岩地层，围岩越向外移动特性曲线，巷道的变形越严重。在变形过程中，总能量不发生变化，围岩释放一定的能量，支撑体吸收一定的能量。支架结构可自动调节，围岩释放的能量可自动调节。虽然市场上的钢结构可缩性支架都具有调节结构的功能，但锚杆支护是柔性和塑性的最佳支护形式，能较好地调节围岩释放能量。 3.3二次支护 由于巷道围岩应力释放时间较长，往往是由于岩体在第一次支护结束后是非弹性的。除了可能的断裂带外，特殊地质变化所遇到的断层和顶板裂隙水出现等导致围岩特别软且巷道变形严重，一次支护往往达不到支护要求，顶板下沉产出离层。开挖后，应力作用下积累的能量将释放，并将作用于巷道的支护结构。经过两次支护后，岩体表现出明显的流变性质。施工人员必须对巷道进行二次支护，其目的是使围岩从蠕变状态发展到稳定状态，二次锚杆锚固区的径向稳定应力大于或等于非锚固区径向应力。结果表明二次支护提高支护强度改变巷道围岩变形，满足厚煤层巷道长期使用的要求。 3.4选择优化支护系统 在选择优化支护系统时，我们先比较三种锚杆支护能力。从《三种锚杆支护巷道表现位移统计表》中观察可知：三种支护形式对巷道顶板和两帮的支护效果差别大。高强锚杆和锚索支护段的顶底板移近量、顶板下沉量小，其两帮移近量也比较小，高强锚杆很好地控制了巷道围岩变形，具有显著的优势和应用价值。在实际操作用中，全螺纹钢锚杆支护段锚杆受力变化最为显著，安装受力较小，安装后达到强度极限时甚至出现断裂情况。而高预紧力锚杆的强度和刚度较大，高预紧力有效控制了煤层巷道顶板的离层和两帮位移，满足对巷道安全支护，避免巷道发生大的变形和塌陷。加之，高强锚杆支护比原支护材料成本较低，其适合在深层煤矿井的开采作业巷道中推广使用。它的推广会减少煤矿安全事故的发生减少经济损失。 4结论 目前我国在软岩巷道支护理论和支持方法的失效机理方面取得了很大的成绩，但由于对低强度软岩巷道岩石力学、水和应力的影响，软岩巷道软岩流变特性的问题没有得到解决，没有一个明确的理论依据软岩巷支护方案的选择和参数的确定。因此，在锚喷支护技术的基