吴四圪堵煤矿回采巷道交岔点锚网索支护研究与应用

摘要

巷道交岔点因其跨度大,围岩应力复杂,始终是井下巷道支护中的难点。内蒙古北联电能源开发有限公司吴四圪堵煤矿,其首采工作面顺槽的开掘过程中,因需开掘联络巷和临时水仓,与顺槽交叉,交岔点在施工过程中发生冒顶事故,给支护带来很大的困难。本文系统的论述了巷道交岔点的类型,围岩应力变化规律与破坏机理,并通过数值模拟、现场调研等方法找出吴四圪堵煤矿回采巷道交岔点支护存在的问题;同时介绍了目前常用的巷道交岔点的支护方式及其优缺点,并结合吴四圪堵煤矿具体工程地质条件,提出适合该矿回采巷道交岔点的支护方式;又通过理论分析、现场测试、实验研究和数值模拟等手段,结合锚网索支护设计方法设计出适合吴四圪堵煤矿回采巷道交岔点的锚网索支护设计方案。最后通过矿压观测,从实践上验证了本设计方案的可行性。

目录

致谢

摘要

Abstract

1 绪论

1.1 问题的提出

1.2 国内外研究现状

1.2.1 在软岩巷道支护理论研究和支护设计方面

1.2.2 在巷道交岔点支护方面

1.3 论文研究的主要内容和技术路线

2 巷道交岔点围岩破坏机理

2.1 巷道交岔点概述

2.2 巷道交岔点围岩变形规律

2.3 巷道交岔点围岩破坏特征的数值分析

2.3.1 煤岩物理力学指标测定

2.3.2 FLAC 软件介绍

2.3.3 数值模型的建立

2.3.4 数值模拟结果及分析

2.4 对交岔点处实际情况的认识及顶板冒落原因分析

3 巷道交岔点的支护类型

3.1 巷道交岔点混凝土支架

3.1.1 交岔点现浇整体混凝土支架

3.1.2 交岔点装配式钢筋混凝土支架

3.1.3 交岔点双层料石圆碹支架

3.2 巷道交岔点金属支架

3.2.1 采准巷道交岔点U 型钢拱形金属可缩支架

3.2.2 交岔点工字钢梯形金属刚性支架

3.3 巷道交岔点锚杆及其组合支架

3.3.1 巷道交岔点锚杆组合支架

3.3.2 巷道交岔点锚杆联合支架

3.4 支护形式分析

4 锚杆锚索支护机理及设计方法

4.1 锚杆支护作用机理

4.2 金属网和钢带（钢筋梯）的作用机理

4.2.1 金属网的支护作用

4.2.2 钢带（钢筋梯）的作用

4.3 锚索支护作用机理

4.4 锚杆（索）支护设计方法

4.4.1 工程类比法

4.4.2 理论计算法

4.4.3 实测法

4.4.4 现场实测加数值模拟设计法

5 吴四圪堵煤矿综放工作面回采巷道交岔点锚网索支护设计

5.1 工程概况

5.2 煤层柱状图

5.3 巷道围岩松动圈的测定

5.3.1 巷道围岩松动圈的概念

5.3.2 围岩松动圈的测定工作原理

5.3.3 吴四圪堵矿煤巷围岩松动圈测试结果分析

5.4 锚网索支护设计思路

5.5 锚网索支护设计

5.5.1 运输顺槽支护方式简述

5.5.2 交岔点支护方式的确定

5.5.3 交岔点锚网索支护参数的确定

5.5.4 锚网索支护设计

5.5.5 锚网索支护工艺和技术要求

5.6 锚网索支护数值模拟

6 矿压观测

6.1 基点的安设

6.2 矿压观测结果分析

6.3 矿压观测结论

7 结论与展望

参考文献

作者简历

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