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时间:2018-10-22
《浅析高应力巷道支护技术研究》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、浅析高应力巷道支护技术研究【摘要】对高应力巷道区域支护及效果进行全面分析,针对深部软岩巷道围岩应力高、松动范围比较大、围岩变形相对较为严重的特点,应用深层巷道围岩来控制“内、外承载结构”耦合稳定原理,提出了深部软岩巷道卸压支护技术。并取得了很好的经济效益。为同类软岩巷道支护提供了更好借鉴。为进一步升级巷道及改善原有问题提供合理参考数据。 【关键词】内、外承载结构卸压联合支护 随着矿井不断的开采,目前我国大部分矿井的开采深度逐渐增加.由于深度的加大,巷道掘进和维护的环境就越来越差,软岩巷道维护较为困难,软岩问题尤为突出.巷道顶板不断下沉,两帮变形严重,最为突出的是底臌强烈,且持续变形
2、,给巷道围岩支护控制带来极大的不便。 1深部巷道围岩控制“内、外承载结构”耦合稳定原理 依据深层软岩巷道矿压特征,提出深层巷道围岩控制“内、外承载结构”耦合稳定原理,“内承载结构”是指锚固体、注浆体及支架等巷道支护构造;“外承载结构”指巷道围岩应力峰值点附近,以部分塑性硬化区和软化区岩体为主体组成的承载结构,为主承载结构。 2卸压支护技术的提出 根据深部巷道围岩控制“内、外承载结构”耦合稳定原理,提出了深层软岩巷道卸压支护新技术。此项技术综合运用围岩卸压、锚梁X喷支护、u型钢支护、注浆和锚索加强支护等方法。 3导硐卸压及支护参数 (1)导硐几何形状及尺寸。导硐的方位与设计巷
3、道的方位完全一致.断面采用半圆拱形,墙高1m,宽2.4m,如图3.l所示。 (2)导硐支护。导硐采用锚X喷支护。采用L1800mm,l8mm的圆钢锚杆,每根锚杆采用1支L600mm直径为23mm的树脂药卷锚固,锚杆间排距为800mmx800mm。采用直径为4mm的100mmX100mmX孔铁丝X护帮护顶。全断面喷射混凝土±30mm厚,支护断面如图3.l所示。 (3)卸压时间。卸压时间依据导硐开挖支护后变形损坏情况确定。卸压导硐开挖支护后l0至15d内,围岩收敛变形速率相对较快,喷层不断开裂,岩层中裂隙增加,相对应力释放较快,如图3.2中OA段所示。15d后围岩松动,软弱夹层破碎流变
4、,如图2中AB段所示,35d以后围岩变形减缓,曲线变平,如图3.2中BC段所示,说明卸压已基本完成,可以进行扩巷和支护工作。 4巷道支护参数 (1)锚杆支护参数。采用L2400mm直径20mm的强螺纹钢无纵筋锚杆,排间距为650mm×700mm。采用2支L600mm直径23mm的树脂药卷加长锚固,巷道顶板和两帮挂钢丝X和铺设钢筋梯子梁。(2)注浆加固参数。采用水泥单液注浆,水灰比0.8:1,加入水玻璃3%(体积比)。顶板和帮注浆孔深度为3000mm,底板注浆孔深度2000mm,直径均为32~42mm。注浆孔排距2000mm,间距1500mm.注浆压力为l~2MPa,根据围岩情况具体
5、确定,围岩破碎时适当降低注浆压力,围岩完整时适当提高注浆压力。一般情况下对围岩进行一次注浆,围岩来压严重时,可以多次进行注浆。(3)U型钢支护参数。采用U29型钢支架,排距600mm。(4)锚索支护参数。锚索孔直径28mm,采用锚杆钻机打眼。锚索采用l5.24×7300mm单根钢绞线,锚深7000mm,外露不超过300mm。每根锚索用3支长600mm的树脂药卷进行锚固,其中1支双速药卷,2支中速药卷,末端采用400mm的12#槽钢作为托盘.断面上布置3根锚索,顶锚索布置在巷道顶板中部,帮锚索布置在离巷道底板1250mm处,钻孔仰角20°。锚索间距2100mm,即3排锚杆1排锚索。(5)
6、浇筑巷道底板混凝土及喷射混凝土参数。为保证巷道底板的稳定,同时保证注浆时不从巷道底板漏浆,在巷道底板浇筑厚250~300mm的混凝土。为封闭围岩和保证注浆压力,对围岩喷射混凝土,初喷厚度20~30mm,复喷厚度80~100mm。 5卸压支护技术原理 假定在均质围岩内开挖空间为圆形。 在径向应力作用下,经过一定的时间△T后,巷道围岩径向蠕进距离为t,则围岩蠕进速度V与径向应力梯度成正比.即 V=K()/(r-r0)(3.1) 式中——距巷道中心处围岩径向应力; ——巷道周界上围岩径向应力; K——围岩蠕进系数。 由(3.1)式可知,围岩的蠕进速度与径向应力梯度△/△r成正
7、比,为了降低围岩径向应力梯度,只能提高支护的承载能力,从而提高巷道周边围岩径向应力,当巷道周边围岩径向应力增加到与深部围岩应力相等时,即=0,则V=0,可【摘要】对高应力巷道区域支护及效果进行全面分析,针对深部软岩巷道围岩应力高、松动范围比较大、围岩变形相对较为严重的特点,应用深层巷道围岩来控制“内、外承载结构”耦合稳定原理,提出了深部软岩巷道卸压支护技术。并取得了很好的经济效益。为同类软岩巷道支护提供了更好借鉴。为进一步升级巷道及改善原有问题
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