本站原创本文是一篇围岩论文范文,围岩有关大学毕业论文,关于矿井深部巷道维修支护方式与应用相关在职研究生毕业论文范文。适合围岩及巷道及助理工程师方面的的大学硕士和本科毕业论文以及围岩相关开题报告范文和职称论文写作参考文献资料下载。
[摘 要]巷道维修支护技术的关键是如何对破碎松动围岩加固补强,如果维修时间掌握不好,如在围岩剧烈活动期,在高地压尚未重新分布完毕之前进行,则支护效果不佳,一般支护方法很难保证巷道支护完好；如维修支护时间滞后,待变形严重后维修,巷道的有害变形将会加剧,巷道冒顶的可能性增加,围岩破碎松动的范围将加大,给巷道维修工作带来极大的困难,不但成本增加,安全性也没保证,因此,矿井深部在围岩运动不强,基本完整的情况下确定巷道维修支护方式是一个关键问题.
[关 键 词]矿井深部支护方式研究
一、推广理由
河南煤化集团鹤煤三矿矿井目前巷道支护方式主要采取的是：岩巷第一次支护锚网喷、架U型棚,个别地段加打锚索；煤巷第一次支护打锚杆挂网、架U型棚,个别地段加打锚索.
矿井目前巷道维修主要采取的是：架U型棚、补喷、恢复原来的巷道设计断面、处理巷道帮顶,局部底鼓挖底等；二水平大巷以上巷道采取架U型棚维修后,巷道基本破坏不大；二水平大巷以下如三水平行人下山、轨道下山、三水平南大巷等采用直接架U型棚支护后,一般10～12个月巷道就要返修一次,增加矿井维修费用.
巷道维修支护技术的关键是如何对破碎松动围岩加固补强,如果维修时间掌握不好,如在围岩剧烈活动期,在高地压尚未重新分布完毕之前进行,则支护效果不佳,一般支护方法很难保证巷道支护完好；如维修支护时间滞后,待变形严重后维修,巷道的有害变形将会加剧,巷道冒顶的可能性增加,围岩破碎松动的范围将加大,给巷道维修工作带来极大的困难,不但成本增加,安全性也没保证,因此,矿井深部在围岩运动不强,基本完整的情况下确定巷道维修支护方式是一个关键问题.
1、锚网喷支护的作用原理
1）锚杆支护
（1）预应力作用.锚杆打进岩体后,将层理、节理发育的岩层串联在一起,在眼孔口处加设垫板,加设垫板实际上等于给锚杆以预应力,由于锚杆有预应力,当围岩应力释放,岩体出现裂隙产生强拉应力时,锚杆的预应力可以起到阻止裂隙的继续扩大,增加了岩体的抗剪强度,使围岩被锚紧,形成承载体.
（2）围岩补强作用.巷道开掘后的壁面是双向受力状态,它的稳定程度比三向受力相差很多.而要使巷道壁面迅速达到三向受力状态,锚杆可以是巷道围岩壁面得到补强作用.
（3）组合和悬吊作用.在巷道层状顶板上安装锚杆,提高了顶板岩层的承载能力,能有效地阻止岩层的层间错动.可以将层状岩层组合成一个梁,减少扰度,自然就增加了围岩的抗弯强度.
（4）挤压加固和防止风化作用.在锚喷支护作用过程中,一方面,在锚杆孔全长范围内,阻止岩块的错动滑移,因而围岩变形受到抑制；另一方面,当围岩产生少量位移时,锚杆受拉,对围岩产生约束力,不仅能阻止围岩继续变形,而且两锚杆间的岩块在约束力的挤压下,产生“成拱效应”.喷射混凝土提高岩体的粘结力和内摩擦力,从而提高了围岩的强度.同时喷射混凝土层封闭了围岩,能够防止因水或风化作用造成的围岩破坏剥落.
（5）改善围岩应力状态作用.巷道检修刷面达到设计断面后,及时喷射一层具有早期强度的混凝土,一方面,将围岩表面的凹凸不平处填平,消除因岩面不平引起的应力集中现象,避免过大的集中应力造成围岩破坏；另一方面,使巷道周边围岩由双向应力状态变成三向应力状态,提高围岩强度.同时,给布置钢筋网也起到很好的作用,能使钢筋网紧贴围岩.
2）挂网的作用
增加喷层厚度、防止围岩脱落的作用.挂网后,可使一些松动的围岩不脱落,锚杆不外露,喷射混凝土后,使松动的围岩形成一个自然拱,锚杆全长能起到锚固作用,钢筋网可提高喷层抗弯与抗大变形的能力.
3）喷射混泥土的作用
由于喷射混凝土和岩石的紧密粘结,不能能防止围岩的局部破坏,而且还将不稳定围岩“组织”成为承载结构的一部分,即把原来的荷载变成结构,提高承载能力.
2、支护方案选择
从加固围岩考虑能改变岩体结构与力学性能,充分调动围岩自身支撑能力,选择支护方案为锚杆、钢筋网、喷射混凝土联合支护方案.
1）支护参数
（1）锚杆.选用直径18×1800的树脂锚杆；间排距500×500mm±100mm；锚杆角度≥750（与设计角偏差±30）锚固剂采用K2335型树脂锚固剂（材质、规格、配比、性能合格）；锚杆锚固力：80KN.
（2）钢筋网（材质、规格、品种和焊接质量合格）.选用直径φ6.5mm普通圆钢,网孔距100×100mm,每片网的规格为800×800mm,网片搭接为一个网格,用10#铅丝格格相互扭接牢固；（初喷钢筋网外保护层的喷层厚度不小于20mm,不大于40mm）
（3）喷射混凝土.混凝土选用32.5＃水泥、河沙、石子,配比为：1：2：2；河沙以中沙、粗沙,含水量控制在4～6％,可减少飞扬,又不堵塞管路,使用前过筛；石子要求最大粒径不得大于15；喷射混凝土厚度：100,基础深度：100,喷射混凝土强度不得低于C20.速凝剂要求初凝小于3min,终凝小于10min,掺入量为水泥重量的2％～4％；
二、项目实施过程
1、时间与范围：2010年6月在矿井三水平-550m.
2、巷道维修地点：三水平-550m外水仓.
3、措施：
1）概况：三水平-550m外水仓属矿井深部在掘巷道,设计全长330m,该巷道顶底板岩性属泥岩易脱落,再加之地压影响,掘进至80m处已掘巷道压力增大、顶板下沉,对掘进工作造成一定的威胁,所以必须对已掘巷道进行维修二次支护.
2）施工工艺
扩刷断面→敲帮问顶打→打顶部锚杆眼→挂顶网→喷浆→打两帮锚杆眼→挂网→喷浆→5m后复喷.
3）主要技术措施
（1）施工人员爱护好在掘巷道风筒.
（2）爆破作业坚持“一炮三检、三人连锁、去二回一”制度,站岗人员必须拉警戒绳,严禁私自撤岗.
（3）坚持敲帮问顶制度,正确使用超前支护.
（4）搞好工程质量、文明生产.
（5）注意躲避来往车辆.
三、推广实施效果分析
1、验证时间
根据整修巷道的实际长度,每20m布置一个观测断面,每个观测断面布置5个测点；即正顶一个,两肩窝各一个,两帮拱基线下500mm各一个；每月观测一次,连续观测6个月.
2、使用效果
1）锚固力检测.用锚杆拉力计做抗拉力实验,经抽样检测锚固力能达到60KN以上满足要求；
2）喷后检测.用喷射混凝土厚度检测仪检测喷射厚度,达到140mm以上为有效范围内.
3、存在的问题改进及处理
根据锚网喷支护在该巷的实施与使用效果检测以及服务时间长、矿井深部的地压情况该巷再套架U36型棚加强支护.
四、经济安全及社会效益分析
锚网喷支护给围岩一定的支护强度,与围岩共同组成支护体系,能有效地提高支护结构的承载能力,防止围岩松动圈继续扩大,增强了围岩的稳定性.因此,在矿井深部选用锚网喷支护巷道维修是有效途径,增强支护强度,减少返修次数,节省财力、物力、人力其经济效益显著.
作者简介：
王红卫,1969年7月生,男,助理工程师,2010年毕业于河南理工大学煤矿开采技术专业,现任河南煤化鹤煤集团三矿巷修一队主管技术员.