煤矿72煤层首采工作面煤巷合理支护技术研究报告

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1、煤矿72煤层首采工作面煤巷合理支护技术研究报告-1-目录000目录01引言11.1立项背景11.2淮北矿区煤巷支护技术现状21.3矿区煤巷支护存在主要问题31.4**矿72煤层首采面特征及主采煤层赋存情况分析51.4.1井田概况51.4.272煤层首采面特征61.4.372煤层赋存分析61.5研究内容、目标及方法72煤矿巷道支护理论及支护技术综述82.1巷道锚杆支护理论概述82.1.1悬吊理论82.1.2组合梁理论92.1.3组合拱理论102.1.4基于水平地应力的锚杆支护理论112.1.5围岩松动圈支护理论122.1.6“刚性梁”理论132.1.7煤巷预应力锚杆支护理论1

2、32.2巷道支护技术发展现状172.2.1U型可缩性钢支架支护技术和壁后充填技术172.2.2锚杆支护技术182.2.3桁架锚杆支护技术192.2.4锚索支护技术202.2.5喷射混凝土支护技术202.2.6锚注支护技术212.2.7组合支护技术212.3**矿新型煤巷强化控制原理与技术222.3.1煤巷强化控制技术原理222.3.2煤巷强化控制技术342.3.3大断面煤巷掘进围岩稳定性分析402.3.4大断面高地应力巷道支护基本原则与思想412.4小结423**矿首采72煤层巷道合理支护数值计算分析443.1锚杆支护参数设计方法443.1.1数值模拟分析方法443.1.2

3、FLAC应用程序简介453.1.3模拟方法的选择463.2数值模型的建立473.3围岩及节理面力学参数483.4数值模拟方案483.5数值模拟方案与结论493.5.1模拟方案493.5.27215工作面实体煤巷道494工业性试验过程53-1-4.1基本地质概况534.2实体巷道维护特点574.3切眼维护特点574.4实体巷道锚杆支护参数设计584.4.1支护方案的确定584.4.2支护方案及参数594.4.3锚杆支护施工工艺644.5切眼锚杆支护参数设计674.5.1支护思路及技术路线674.5.2特殊地段的处理674.5.3支护方案及参数674.6支护方案修改714.6.

4、1第一次风巷支护方案修改734.6.2第二次风巷、机巷支护方案修改754.7矿压监测及实施方案794.7.1矿压观测内容794.7.2实施方案804.7.3矿压观测分析814.7.4支护效果分析865课题结论87参考文献89计划任务书92-1-1引言1.1立项背景煤巷支护作为矿区安全生产的重大基础性技术，国内外主要产煤国家都十分重视其系统研究和集成，美国、澳大利亚全面地把握了锚杆支护技术所涉及的各个方面，不仅重视锚杆支护设计和施工管理等软件，而且强调锚杆机具特点和锚杆加工性能等硬件，坚持科学管理，严格质量监测，并有一套可靠的监测手段，因而确保了大面积使用中的安全可靠。对比使

5、用条件，国外煤巷锚杆支护主要使用在煤质中硬以上的煤层中，而我国煤巷锚杆支护不仅在煤质中硬、围岩稳定程度较高的I、II、III类回采巷道中使用，而且必须在软岩回采巷道、深井巷道、沿空掘巷等复杂困难条件下使用，才能带来综合优势，这就需要解决很多复杂的技术问题，安全可靠性问题也就更加突出。其中煤矿巷道围岩的多变性和支护质量的隐蔽性带来了一定的隐患，特别是对于地质条件恶劣、煤体强度很低、受多次采动高应力作用的煤巷来说，锚杆支护更是一把双刃剑，是存在相当安全隐患的隐蔽性工程，处理不当极易造成各类事故。淮北矿区在20世纪90年代中后期很好地把握了世纪之交的采掘技术发展态势，紧紧围绕采掘

6、工艺改革，大力开展技术创新工作，新型煤巷锚杆支护应用技术研究和推广应用取得突破性进展，淮北矿业集团于2002年底建立了煤巷高强预应力成套应用支护技术体系和安全质量保障体系，具体解决了很多典型的煤巷锚杆支护技术难题，开展了煤巷分类及合理支护技术方案及参数研究，并制定了技术管理规范、企业标准、设计规范等一系列技术管理文件，极大地推动了矿区支护技术改革。截止2003年已累计完成40余万米，没有发生重伤以上事故，取得显著的技术经济效益、安全效益和社会效益，整体安全状况居于全行业领先水平。近年来矿区从总体上摆脱了煤巷支护依赖于矿用工字钢梯形支架和U型钢拱形可缩支架的被动局面，煤巷锚杆

7、支护技术取得了实质性进展和非常明显的成果。从另一方面看，淮北矿区年巷道掘进工程近25万余米，随着南部新建矿井的投产、生产矿井的快速延伸，开采深度加大，岩体应力急剧增加，复合型煤巷的支护比重加大，当时形成的煤巷支护技术主要解决了埋深在-500~-600m以上各类围岩条件相对较好、构造应力显现不突出的常规煤巷支护问题，在矿区仍占较大比重的顶板结构复杂区域、区域构造应力突显区域、整体围岩强度恶化、邻近区段开采影响、沿空掘巷等多种因素综合作用下的煤巷(称复合型煤巷)采用现有支护技术效果仍不理想。这类巷道比重占全矿区煤巷的2