安山煤矿浅埋煤层巷道支护参数优化研究

摘要

神府矿区是中国重要的亿吨级煤炭生产基地。地质构造简单、煤层埋藏浅，煤质优良、储量丰富为中国经济建设做出了巨大贡献。矿区每年新掘进巷道达几百公里。巷道支护方式不合理将直接造成巷道修复率的提高，降低了巷道掘进效率，增大了巷道的支护成本，严重影响了煤炭的安全高效生产。因此，本论文以安山煤矿5-2煤回风大巷和2004工作面回采巷道为研究对象进行巷道支护参数优化技术研究。 本论文通过对安山煤矿2004运输巷掘进工作面顶底板围岩物理力学参数和围岩结构成分进行分析，掌握了安山煤矿巷道围岩赋存特征。通过理论分析围岩变形破坏机理与支护理论，初步设计优化后支护参数为：回风大巷优化后支护参数：顶板采用Φ18×2000mm型螺纹钢锚杆，间排距为900×1000mm，顶部帮角锚杆与帮部成20°夹角。两帮采用Φ18×1600mm型螺纹钢锚杆，间排距为900×1000mm。金属网、钢梯子配套使用。锚索采用Φ15.24×6000mm钢绞线，锚索支护间距2000mm×3000mm。喷射混凝土厚度为100mm。强度为C25。回采巷道优化后支护参数：顶板采用Φ18×2000mm型螺纹钢锚杆，间排距为900×1000mm,顶部帮角锚杆与帮部成20°夹角。试验期间帮部可先不支护，如发生明显片帮现象，造成不符合支护要求时，可采用Φ18×1000mm型螺纹钢锚杆，间排距为900×1000mm。锚索采用中15.24×6000mm钢绞线，锚索采用三花布置，支护间距2000mm×3000mm。运用FLAC3D数值模拟软件对优化前后支护参数进行对比模拟，分析围岩变形特征。将优化后方案进行现场试验，并运用钻孔窥视仪对巷道围岩松动范围进行监测，巷道表面围岩变形进行监测，验证优化后支护参数的可行性。并对优化后支护参数所产生的直接经济效益进行分析。

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