永智煤矿软岩煤巷锚网喷带联合支护技术的研究

摘要

煤矿井下巷道的稳定使矿井安全高效生产的基本保障，而巷道支护则是矿井生产中一直研究的核心问题之一。随着内蒙古浅煤层煤矿的开采，针对内蒙古鄂尔多斯地区煤矿埋藏浅、矿井软岩巷道围岩破碎工程性质差而导致支护困难的特点，本论文以永智煤矿煤层复杂赋存下的大断面软岩巷道支护控制为研究背景，进行了理论和实践相结合的综合研究与应用。本文的主要研究结论如下：
　　（1）永智煤矿巷道围岩主要特点是断面大而围岩工程性能差，由此出现的主要问题是巷道经常性出现片帮、冒顶以及软岩遇水膨胀底鼓等现象。
　　（2）分析了永智煤矿软岩变形主要受原岩组成成分、本身力学性质、遇水膨胀的特性以及随时间延长围岩变形越突出等主要影响因素，为后续支护方案提供基本依据。
　　（3）由现场调研和国内外巷道支护理论技术分析得知，由常规的单一或者两三种支护手段对永智煤矿巷道支护已经不适应，应该采用锚杆、锚索、钢筋网以及喷射混凝土等各支护方案综合措施来解决永智煤矿软岩巷道破坏问题。
　　（4）通过数值模拟计算法进一步论证了大断面软岩巷道别在支护前和支护方案后的岩体应力、位移值变化规律。认为支护强度越大，顶板塑性区域变化范围减小，最大深度的变化范围为3.5～4.0m。当巷道支护强度较小时（0.3MPa）时，巷道的顶底板岩石和两帮岩石的变形量都超均在200mm以上。
　　（5）通过现场方案论证和方案比选，制定了锚网喷带联合支护技术的案，符合永智煤矿工艺技术条件的方案。经过实际方案验证，最后通过现场观察和钻孔窥视等手段对方案进行了验证，证明了锚杆、钢筋网、钢带以及喷射混凝土等综合支护手段在永智煤矿的软岩巷道支护中是成功的，确定了适合永智煤矿大断面软岩巷道选用锚网喷带的支护模式，为矿井获得良好的经济效益。
　　本研究对鄂尔多斯矿区软岩巷道大断面支护具有现实的指导作用，同时也为相似情况的矿井中围岩加固研究提供了有力的证据。

目录

声明

1绪论

1.1问题的提出

1.2研究意义

1.3软岩巷道支护研究现状

1.4软岩巷道支护技术国内外研究现状

1.5软岩支护存在的问题

1.6本文的研究内容、研究方法、技术路线及创新点

1.7本章小结

2软岩巷道围岩变形破坏特征与机理分析

2.1软岩的工程特性

2.2软岩巷道的界定

2.3软岩巷道变形破坏特征

2.4影响软岩大变形的主要因素

2.5支护形式对巷道稳定性的影响研究

2.6软岩巷道支护设计的四大要素

2.7本章小结

3软岩巷道围岩控制方法理论分析

3.1锚注支护

3.2锚注联合支护

3.3锚网喷带联合支护的机理

3.4本章小结

4永智煤矿软岩巷道锚注支护参数数值模拟研究

4.1数值分析计算方法的确定

4.2建立永智煤矿软岩巷道的模型

4.3模型采用的屈服方程

4.4数值模拟结果分析

4.5本章小结

5永智煤矿软岩巷道锚网喷带支护参数研究

5.1工程概况

5.2永智煤矿锚网喷带支护方案设计

5.3巷道围岩变形监测

5.4本章小结

6结论与展望

6.1主要结论

6.2展望

参考文献

在学研究成果

致谢