郁山矿软岩大变形破坏巷道修复综合技术研究

摘要

软岩大变形巷道的有效支护,对实现矿井安全高效生产是一项重要而复杂的技术难题。尤其对于埋深大的软岩煤矿巷道,在掘进影响期间变形剧烈,而开掘后较长时间难以稳定、变形量大、在服务期间需多次返修,巷道维护极为困难;另外由于矿压大、围岩松软破碎等因素,经常诱发片帮和冒顶等事故,安全隐患严重,其已成为影响我国煤矿安全高效生产的重要问题之一。因此,研究软岩大变形破坏巷道综合支护技术,具有非常重大的理论意义和工程实践价值。
　　本文在查阅大量前人研究资料的基础上,对郁山煤矿复杂地质条件下的巷道联合支护进行大量现场调研;并根据软岩、工程软岩、复杂围岩等参数,结合郁山煤矿北翼采区-220m三水平轨道大巷的工程地质特征,确定该巷道属于具有一定膨胀性的松软复杂围岩巷道。论文针对郁山矿-220m三水平北翼轨道大巷围岩的变形破坏特征,运用实验室实验、理论分析和工业性试验等方法,对北大巷围岩变形破坏机理、主要影响因素及控制技术进行研究;根据软岩巷道支护的原则,并在此基础上采用分阶段动态加固过程控制原理修复软岩破坏巷道这一思路,对该巷道采用混凝土反拱+锚索锚注+马蹄形全封闭U型钢可缩性支架联合支护修复破坏巷道的设计方案;此外,通过对马蹄形U型钢支架整体以及各部分进行理论承载能力计算,验证该支护设计基本参数的合理性,并进行了工业性试验;经工程实践表明,该联合支护形式有效的控制了矿井北翼轨道大巷的整体变形和破坏,使其能够满足该矿井正常生产需要,并获得了较好的技术经济效益。

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1 绪论

1.1 课题研究背景及意义

1.2 问题的提出

1.3 国内外研究现状

1.4 课题研究方法和主要研究内容

2 软岩大变形巷道综述

2.1 软岩的定义

2.2 大变形巷道的形成条件

2.3 本章小结

3 北翼轨道大巷围岩变形破坏特征

3.1 工程地质概况

3.2 巷道技术特征

3.3 巷道变形破坏特征

3.4 小结

4 北大巷围岩变形机理分析

4.1 北大巷岩样组分测定

4.2 北大巷围岩变形破坏的主要影响因素

4.3 北大巷围岩变形破坏原因分析

4.4 本章小结

5 软岩破碎巷道修复原理和思路

5.1 分阶段动态加固过程控制原理

5.2 北大巷修复思路

5.3 小结

6 北大巷修复方案及参数

6.1 北大巷修复方案

6.2 北大巷修复具体参数

6.3 小结

7 工业性试验

7.1 施工工艺过程及要求

7.2 矿压观测及支护效果

7.3 技术经济效益分析

7.4 小结

结论

参考文献

在学研究成果

致谢