清水营煤矿软岩巷道锚注支护技术研究.pdf

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1、论文题目：清水营煤矿软岩巷道锚注支护技术研究专业：矿业工程硕士生：叶平（签名）指导老师：伍永平（签名）肖蕾（签名）摘要自上世纪八十年代以来，新奥法支护在我国煤矿巷道中得到了全面推广应用，并经过近30年的发展形成了以锚杆为主体的各种支护结构，如煤巷锚网支护、锚带网索支护；岩巷锚喷支护、锚网喷支护、锚网喷索支护等，对保证巷道的有效使用发挥了重要作用。但是，新奥法支护在软岩巷道却遇到了很大的困难，除软岩自身的因素外，锚杆索在软岩内锚固点不易形成是关键因素之一，影响了锚杆索的支护强度，造成软岩巷道围岩变形得不到有效控制，导致巷道支护失

2、效而发生破坏。本文综合运用工程地质调查、实验室力学性质测试与物相分析、现场地应力实测、理论分析和现场观测等方法和手段，分析了清水营煤矿软岩巷道围岩失稳破坏特征、软岩锚注前后特性，提出了锚网喷索+锚注联合支护技术，并获得良好的技术经济效益。获得了如下研究成果：（1）清水营煤矿+786m水平井底车场具有明显的软岩特征：其所在层位的岩性为粉砂岩，厚度为14.8m，试验其抗压强度仅为1.59MPa；化验其膨胀性矿物成份含量分别为：伊利石含29.3%，绿泥石含30.7%；实测的最大水平应力为23.74MPa，竖向自重应力为16.37MP

3、a，两者比值为最大水平应力是竖向自重应力的1.45倍。（2）以清水营煤矿+786m水平井底车场为工程背景进行锚注支护数值分析，结果表明：巷道开挖至未支护时，围岩变形破坏严重，采用锚注支护后，锚杆起到一定作用，但随着时间推移仍发生了较大的变形破坏，进行锚注加强支护后，在巷道周围形成了一个厚壁承载拱，在同样的竖向压力作用下，巷道变形较小，证明锚注支护够对巷道围岩进行有效控制。并将软岩按水灰比0.8的水泥浆与粉砂岩颗粒制作力学模型，进行锚注特性试验得出；锚注前试件的抗压强度峰值为11.585MPa，锚注后试件的抗压强度可达22.22

4、MPa，可见软岩锚注后其自承能力比锚注前提高了1.92倍。（3）通过对清水营煤矿+786m水平井底车场的变形原因进行分析，根据车场巷道的软岩性状、物相成份及地应力特点，针对性了提出了锚网喷索+锚注联合支护设计方案，并在车场巷道中进行工程实践，实践证明：锚注后明显改善了围岩的力学性质，提高了围岩了自承能力，巷道围岩得到了较好的控制。通过近100天的监测结果可以看出：巷道拱部下沉量21mm，帮部移近量25mm，且喷层未出现任何开裂现象；锚注后声波测试速度比注浆前提高了16%～45%，弹性模量提高了34%～110%；经过钻孔窥视，注

5、浆后孔内光滑密实，表明浆液有效的充填了围岩内的松动裂隙，使松动破坏的围岩重新胶结在了一起，提高了其密实性和完整性，这对软岩的有效控制和长期稳定起到了重要作用。本文的研究成果经在+786m水平井底车场应用试验后达到了预期目的。证明软岩巷道采用“锚网喷索+锚注”支护是一种有效的方法之一，目前该方法已在+786m水平井底车场所有软岩巷道和硐室中得到了全面推广应用，同时对其它矿井的软岩巷道支护也具有良好的借鉴意义。关键词：软岩；锚注；巷道支护。研究类型：应用研究Subject:ResearchontheBolt-groutingSup

6、portingTechnologyofSoftRockRoadwayinQingShuiyingCoalMineSpecialty:MiningEngineeringName:YePing（Signature）Instructor:WuYongping（Signature）XiaoLei（Signature）AbstractSince1980s,NATMhasgotacomprehensiveapplicationinourcountry’scoalmines’field,andafternearly30yearsofdeve

7、lopment,hasformedanchorandothersimilarsupportingstructuressuchasanchornetssupportingandcableanchorsupportingusedincoalroadway.Usingspraytheanchor,anchornetandanchorcablesupportingtechnique.Thiskindofsupportplaysanimportantroleinensuringtheeffectivecontrolofthecoalro

8、adway.However,newAustrianmethodwasconfrontedwithgreatdifficultiesinthesupportingoftheweakrockroadway.Apartfromthenatureoftheweakrock,thean