b復(fù)合頂板回采巷道錨、梁、網(wǎng) 錨索聯(lián)合支護(hù)技術(shù)

《b復(fù)合頂板回采巷道錨、梁、網(wǎng) 錨索聯(lián)合支護(hù)技術(shù)》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在應(yīng)用文檔-天天文庫。

1、復(fù)合頂板回采巷道錨、梁、網(wǎng)+錨索聯(lián)合支護(hù)技術(shù)穆海洋畢業(yè)武蒲文龍【黑龍江科技學(xué)院安全工程學(xué)院,黑龍江哈爾濱150027】摘要結(jié)合東海煤礦錨桿支護(hù)發(fā)展現(xiàn)狀,針對(duì)東海礦21綜采面傾斜長壁工作面具體地質(zhì)條件,介紹了復(fù)合頂板回采巷道錨、梁、網(wǎng)+錨索聯(lián)合支護(hù)地試驗(yàn)情況.根據(jù)巷道支護(hù)難點(diǎn),提出了支護(hù)技術(shù)方案,確定了錨、梁、網(wǎng)+錨索聯(lián)合支護(hù)技術(shù)參數(shù)；根據(jù)現(xiàn)場工業(yè)實(shí)驗(yàn)證明該巷道采用錨、梁、網(wǎng)+錨索聯(lián)合支護(hù)技術(shù),既改善了巷道圍巖地變形,又保證了工作面正?；夭?關(guān)鍵詞回采巷道復(fù)合頂板錨、梁、網(wǎng)+錨索聯(lián)合支護(hù)--------------------------------------------------

2、---------------------1問題提出錨桿支護(hù)從1955年開始在煤礦巷道中使用,經(jīng)過多年地研究、改進(jìn)和工程實(shí)踐,已成為我國煤礦巷道地主要支護(hù)形式之一,其主要特點(diǎn)是支護(hù)費(fèi)用少,勞動(dòng)強(qiáng)度小,實(shí)現(xiàn)巷道大斷面較易等.隨著錨、梁、網(wǎng)組合使用,進(jìn)一步擴(kuò)大了錨桿支護(hù)地應(yīng)用范圍.1979年錨桿支護(hù)巷道542km,占全部巷道地36.3%；1996年增加到897.18km,占全部巷道地57.34%.其中,巖巷、半煤巖巷、煤巷均得到應(yīng)用,采用錨桿支護(hù)地范圍正在擴(kuò)大.錨桿支護(hù)在煤巷地?cái)U(kuò)大應(yīng)用,必將促進(jìn)煤炭工業(yè)地進(jìn)一步發(fā)展.如今在地壓小,斷層破碎帶少地煤礦,基本實(shí)現(xiàn)全錨化[1～2].東海煤礦21

3、綜采面回采巷是復(fù)合頂板巷道,支護(hù)極其困難.該礦以往采用傳統(tǒng)地工字鋼架棚支護(hù),當(dāng)開采頂部煤層時(shí),由于回采產(chǎn)生地巨大壓力,往往會(huì)發(fā)生嚴(yán)重地支護(hù)變形、破壞,很容易造成冒頂,需經(jīng)常進(jìn)行維修；在工作面前需拆棚、回掘等,工序復(fù)雜而危險(xiǎn).組合錨桿支護(hù)作為一種主動(dòng)支護(hù)形式,有利于工作面端頭地支護(hù)和安全回采.2工程地質(zhì)背景21綜采面為傾斜長壁工作面,位于-592m水平東一采區(qū),工作面回采巷長1685m,軌道巷長1600m,切眼長240m,傾角2～5°.巷道均沿8煤頂板掘進(jìn),煤厚在2.5～3.45m之間,平均厚度為3.0m.巷道頂板相變較大,多數(shù)區(qū)段頂板為灰黑色泥巖、砂質(zhì)泥巖,偽頂為炭質(zhì)泥巖,厚度為0.

4、1～0.3m,局部區(qū)段頂板為灰色或灰白色細(xì)、中粒砂巖基本頂,8煤頂板為典型地復(fù)合層狀頂板,8煤頂、底板巖性如圖l所示.圖18煤巖性柱狀圖3復(fù)合頂板特點(diǎn)與破壞機(jī)理3.1復(fù)合頂板特點(diǎn)所謂復(fù)合頂板,其本質(zhì)就是離層型頂板,即上覆于煤層由多層厚度較小,層理、節(jié)理和裂隙發(fā)育、強(qiáng)度低地軟弱煤巖層相間構(gòu)成,各巖層之間黏結(jié)力較弱甚至無黏結(jié)力,與上部巖層膠結(jié)性差地一層直接頂.一般經(jīng)采動(dòng)影響,復(fù)合頂板因巖石強(qiáng)度低分層薄,其撓度比上部巖層大而向下彎曲,且上、下巖層膠結(jié)性差,附著力低,因而容易離層,在巷道發(fā)生局部冒頂?shù)厥鹿手?復(fù)合型地破碎頂板占相當(dāng)大地比例[3～4].3.2巷道頂板破壞機(jī)理3.2.1巷道頂板破

5、壞地一般過程頂板受壓變形→巖石局部屈服變形→節(jié)理弱面發(fā)生破壞→頂板較低層位發(fā)生彎曲變形(伴有局部巖塊脫落)→巖層發(fā)生拉伸或局部剪切破壞→巷道頂板變形破壞.3.2.2塑性破壞機(jī)理①巷道圍巖在高地應(yīng)力作用下,發(fā)生應(yīng)力擴(kuò)容變形而破壞.②巷道圍巖中含有膨脹性軟巖,吸水發(fā)生膨脹變形而使圍巖發(fā)生破壞.③錨固平衡拱內(nèi)巖石由彈性體轉(zhuǎn)變?yōu)槠茐乃蓜?dòng)體,使錨桿喪失加強(qiáng)錨固平衡拱地約束離層和抗剪切兩個(gè)基本作用,導(dǎo)致圍巖破壞.④巷道開挖后,巷道圍巖是先由壓應(yīng)力引起地?cái)D壓破壞,隨著擠壓破壞向圍巖深處發(fā)展,引起巖石裂隙擴(kuò)張和體積膨脹,造成巷道周邊巖層彎曲,而產(chǎn)生彎曲拉應(yīng)力,導(dǎo)致頂板巖層破壞.3.2.3結(jié)構(gòu)破壞機(jī)理

6、①巷道開挖后,巖層抗水平應(yīng)力地截面減少,在水平應(yīng)力作用下煤層沿水平層理面向巷道擠入,致使巷道幫頂受水平應(yīng)力作用而破壞.②圍巖中節(jié)理構(gòu)造面地存在對(duì)圍巖地承載能力及其穩(wěn)定性影響很大,尤其是節(jié)理面與最大主應(yīng)力方向斜交時(shí),巖體最容易沿節(jié)理弱面破壞而失穩(wěn).③巷道開挖后,圍巖受力狀態(tài)由三軸應(yīng)力變?yōu)閱屋S壓應(yīng)力狀態(tài),由于巖石單軸抗壓強(qiáng)度低,致使圍巖產(chǎn)生塑性破壞或沿節(jié)理弱面破壞、隨著錨固巖體地變形、離層和彎曲,巷道中部地錨桿始終受力,若錨桿地長度、剛性越大,會(huì)使之受力越大,錨桿受力即可達(dá)到強(qiáng)度極限而破壞,則巖層發(fā)生破壞.4復(fù)合頂板錨桿支護(hù)設(shè)計(jì)4.1復(fù)合頂板錨桿支護(hù)機(jī)理復(fù)合層狀頂板在層狀巖層中開拓地巷道

7、與均質(zhì)地巖層中明顯不同,巖層地層面有三種主要性質(zhì)對(duì)開采是很重要地.第一,垂直于巖層層面地抗拉強(qiáng)度低,個(gè)別出現(xiàn)明顯裂隙地地方甚至為零.第二,是層面地抗剪強(qiáng)度比完整地巖層低.第三,是這類煤層中開掘巷道多不破頂,這三個(gè)特性決定了層狀巖層對(duì)下煤層中開掘巷道產(chǎn)生地特殊力反應(yīng).對(duì)于層狀煤層體中開掘巷道,其支護(hù)原則是：第一,充分發(fā)揮圍巖地自承能力,即完整性,尤其是頂板；第二,是采取措施提高圍巖地強(qiáng)度.而滿足這兩個(gè)要求地理想支護(hù)就是錨桿支護(hù),這時(shí)通過錨桿提供地錨固力和預(yù)緊