巷道支护技术-课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,巷道支护技术,一、深 井 概 述,1,、深井的概念,目前一般认为,:,垂深,400m,浅矿井,;400,800m,中深矿井;,800,1200m,深矿井;,1200m,超深矿井;在相同的地质条件下,巷道埋藏越深,支护越困难。,2,、深井带来的问题,(,1,)应力高:,自重应力通常大于,18MPa,;近期测试的深井巷道水平应力多大于垂直应力,最大水平应力达,42MPa,。有些深井常发生岩爆现象,开采中形成冲击地压。,(,2,)地温高:,一般达,32,46,个别高达,50,70,。,(,3,)渗透水压力大:,深井水相互贯通,渗透压达,7,8MPa,。,(,4,)瓦斯涌出量大:,煤层瓦斯在高压高温作用下,从煤层中溢出,危害矿井安全。,3,、巷道埋深与稳定的关系,依照矿井调查和实践研究统计分析,当围岩单轴抗压强度在,40,60Mpa,的中硬岩中,拱形巷道断面,12,20m2,条件下,采纳常规的锚网喷支护形式:锚杆规格,(16,18)(1800,2000)mm,的,MSGLW-335,无纵肋螺纹钢树脂锚杆,间排距,800800mm,;,4mm,钢筋网,网格,100100mm,;喷射,100mm,厚的,C20,混凝土的支护结构形式时,巷道埋深与变形情况如表,1,所示。,序号,巷道埋深,(m),巷道变形及破坏情况,治理改进方案,1,400m,巷道基本稳定,使用一年后,局部有微小裂缝,位移量不大于,20mm,不影响使用;但遇断层破碎带、水平应力大于垂直应力或受采动影响的地段出现变形、破坏,需要修复。,除个别破碎岩层、破碎带外,一般不需修复或加固。,2,400,600m,两帮底部开裂,位移量,30,50mm,有少量底臌,沿拱顶或两肩呈片状或条带形剥落,局部冒落露出原岩。破坏量约占,20,30,需修复。,一般采纳清除破坏部位,补打锚杆、挂网喷浆。对压力大的地段应注浆加固。,3,600,800m,底臌、底脚内移,水沟挤裂,巷道顶部两肩部开裂,甚至冒落。,30,50,的巷道需要返修,否则难以正常使用。,以上支护结构、参数需调整,应加锚索、锚梁或配合注浆加固。,4,800m,上述支护结构特别难有效,应加强矿压观测、地应力测试等研究工作,调整支护参数、结构形式和工艺过程。,专项研究,预防在前。巷道变形大时及时调整支护设计或采纳高强预应力锚杆、锚索、注浆锚杆延后加固。,表,1,巷道埋深与变形情况统计表,二、影响巷道稳定的因素,1,、客观因素,(,1,)围岩性质,围岩性质包括岩石性质和岩体性质。,岩石性质:,主要是强度指标,(R,c,),;,岩体性质:,层理、节理和裂隙等。,(,2,)岩层物相:,产生膨胀、蠕变、流变的矿物成分,如蒙托石、伊利石、高岭石的含量。,(,3,)地应力与地质构造,(,4,)地下水,(,5,)地温:,如龙固、赵楼矿高达,42,48,。,2,、主观因素,(,1,)巷道布置与开挖顺序,(,2,)巷道断面形状和尺寸,(,3,)巷道支护材料与参数,(,4,)支护结构形式,(,5,)施工工艺与质量,三、控制巷道围岩的主要途径,1,、加固围岩(发挥围岩自身强度),(,1,)基本原理,“,先抗后让,强支弱护,保持完整,减少松动,”,;,“,内实外松,近压远拉,环带连续,异体胶结,”,。,(,2,)主要支护形式,:,锚、网、喷、索、梁、注。,(,3,)主要支护材料,锚杆及配件:,高强、预应力、缓压、精加工、拱形托盘、转动垫圈、长锚固段。,杆体强度,KMG500,以上的钢材,22mm,L2m,锚固端,600mm;,延伸率,2,3%,。(见图,1,高强预应力锚杆),高强高预应力让压锚杆,让压前图片 预应力让压锚杆,让压后图片,图,1,高强高预应力让压锚杆结构图,(美国济宁捷马公司产品),合理参数:,(,3,)锚索:,17、78mm,预应力,150kN,最大承载力,320kN,长度一般为,4,8m,锚固端长,1200mm,。加固重点是巷道两肩的应力集中带。,(,4,)锚注加固:,加固带,=1,1、5,倍锚固带;,注浆,水泥浆为主;,注浆锚杆。(图,2,、,3,),图,2,注浆锚杆结构图,图,3,高压注浆锚杆结构图,2,、应力转移(卸压),(,1,)反底拱;,(,2,)让压带、让压层;,(,3,)卸压巷;,(,4,)卸压槽;,(,5,)卸压钻孔;,(,6,)爆破松动。,3,、锚喷 支护巷道稳定的五个系统,(,1,)设计系统,支护结构形式、参数、合理性。,(,2,)设备系统,钻、装、喷、注设备。,(,3,)材料系统,材料、质量、特性。,(,4,)施工工艺,顺序、过程、管理。,(,5,)标准与检测,标准定位、评价、检测机具与方法。,四、锚喷技术要点,1,、光面爆破,光面爆破是基础,是锚喷支护的前提。光面爆破的要点:,(,1,)钻孔质量:平、直、齐。,(,2,)炮眼布置:掏槽效果,周边眼距离与最小抵抗线比值,E/W=0、8,1,为最佳范围;即周边眼,0、4m,最小抵抗线,0、5m,。,(,3,)装药量:周边眼为辅助眼的,1/21/3,。,f=46,装,12,块。,(,4,)不耦合系数:炮眼直径,/,药卷直径,=1、68,1、9,为最佳范围。,(,5,)起爆方式:最好是预留光面层起爆,即:一次起爆到二圈眼,;,周边眼(光面层眼)第二次单独装药一次起爆,。,2,、锚杆支护(管理严格),(,1,)材料,(,2,)参数,(,3,)工艺及原理,(,4,)维护、卸压,3,、喷射砼支护,(,1,)材料、配合比,(,2,)工艺与操作,(,3,)质量要求,4,、锚喷支护技术管理,(,1,)事前控制,材料检验、措施、人员培训、制度。,(,2,)事中控制,机械、工艺、操作、检查。,(,3,)事后控制,标准、验收工具、方法、补充措施。,5,、国内外锚喷支护发展趋势,(,1,)机械化、安全、钻装机、让压锚杆。,(,2,)高强、高预应力支护技术。,(,3,)抗让结合,卸压原理研究。,五、深井巷道支护加固实例,1,、实践矿井概况,序,矿井,产 量(万,t/a,),埋深(,m,),地质特征,治理方法及效果,1,唐口矿,300,1029,高应力松软碎涨泥岩,将,3000m,破坏巷道加固已稳定,3,年,2,济西矿,45,508,强风化基岩、泥化、碎涨严重,硐室开裂后加固已稳定,2,年,3,彭庄矿,45,462、5,高渗水、极薄松碎泥页岩,监控预防为主,已生产,2,年,4,龙固矿,600,844、8,高温、高渗水泥岩,粉砂岩、细砂岩互层,监控预防为主,已进入采区,5,赵楼矿,300,905,泥岩、粉砂细岩互层,裂隙发育、高渗水,监控预防为主,车场已完成,6,枫嵩矿,45,510,松碎泥岩,大裂隙结构,U,型钢支护变形严重,已修复,7,郭屯矿,240,853,大涌量、高压渗水碎涨泥岩、细砂岩互层,监控预防为主,进入车场,2,、唐口矿研究治理方案,(,1,)巷道、硐室破坏情况,(如图,4,7,所示),图,4,唐口矿巷道拱肩部位变形开裂,图,5,唐口矿巷道底臌,1、2m,图,6,唐口矿大巷底角锚喷网支护后开裂,图,7,唐口矿泵房,40#,工字钢梁发生弯曲,(,2,)主要加固方案,图,8,唐口矿泵房加固结构图(无泵基础),图,9,唐口矿胶带机头硐室加固结构图,锚注及平面锚索桁架注浆锚索及锚梁反底拱梁防水让压层,(,3,)主要加固形式(,4,)加固效果,(,如图,10,12,所示,),图,10,唐口矿中央水泵房平面锚索桁架加固治理后状况,图,11,唐口矿变电所锚索梁加固治理后状况,图,12,唐口矿大巷加固治理后状况,(,5,)新掘巷道预案机制,抗,让,卸,固,抗,让,防,3,、济西矿研究治理方案,(,1,)巷道、硐室破坏情况,(,如图,13,15,所示,),图,13,济西矿巷道底臌破坏图,图,14,济西矿巷道围岩挤压变形后断面缩小,图,15,济西马头门钢筋混凝土开裂,(,2,)加固方案,图,16,济西矿马头门及其连接部分加固修复图,高强锚杆,注浆锚索,注浆锚杆,图,17,济西矿断面马头门连接部锚注法加固结构布置图,(,3,)预案机制及效果,(如图,18,20,所示),图,18,济西矿马头门开裂变形及加固情况,图,19,济西矿马头门浇灌混凝土段加固后的情况,图,20,济西矿锚喷巷道加固情况,4,、彭庄矿研究治理方案,(,1,)巷道、硐室破坏情况,图,21,彭庄矿大巷岩层结构情况,(,2,)矿压观测,(,3,)预案机制,(,4,)主要方案及效果,硐室煤层置换技术;,高强锚杆、锚索、锚带技术,5,、枫嵩矿研究治理状况,(,1,),U,型钢支护变形、底臌严重;,图,22,枫嵩矿,U,型钢支护巷道变形情况,(,2,)治理方案及效果,6,、龙固、赵楼、郭屯矿预案研究,(,1,)岩层及工程概况,图,23,赵楼矿贯通段破坏情况,(,2,)深井巷道围岩控制方案,地质构造分析和地应力测试;,岩层物相化验分析;,多波地震超前地质探测(见图,25,);,巷道收敛变形监测,锚杆、锚索受力测试;,围岩应力、应变监控系统;,工程跟踪监测预案,支护结构优化设计。,图,24,龙固矿多波地震超前地质探测,六、,总 结,1,、一次加固,防止离层大变形支护结构形式;,2,、高强、预应力、让压支护材料;,3,、加强现场原位测试,按客观条件及时调整支护方案与参数;,4,、找准变形量与时间关系曲线,及时采取锚注等有效的加固措施,(见图,25,);,5,、抗的有力,让的适度,卸的合理,注的牢固。,感谢您的聆听！,