陈四楼煤矿-720水平辅助回风大巷支护技术与巷道稳定性研究

摘要

随着我国煤矿行业的发展，煤矿开采速度越来越快，越来越多的矿井进入深部开采。软岩巷道的支护，历来是矿山巷道工程的难题。尤其是在地下矿山进入到深部开采后，原来坚硬的围岩也表现出了软岩的特性，巷道围岩易出现剪胀、大变形、遇水膨胀，断面收缩、片帮、冒落和底鼓等多种破坏情况，导致巷道围岩破坏严重，围岩变形难以得到有效控制，矿山高产高效受开采到重大威胁。本文以陈四楼煤矿-720m辅助回风大巷为工程背景，详细阐述了该巷道地质条件和当前的支护系统，对该巷道的地应力进行测量，对该巷道的锚杆索进行无损检测，对该巷道表面位移进行监测，对当前巷道支护系统进行综合评价，分析巷道破坏因素并提出巷道支护应有的措施和经济合理的的加固方案，主要内容如下:
　　(1)对深部大断面软岩巷道支护机理进行综合研究分析，为陈四楼-720水平辅助回风大巷支护系统以及设计加固方案提供依据。
　　(2)根据实际情况，阐述了-720水平辅助回风大巷地质条件，依据支护机理与工程类比法，对该巷道当前支护系统的参数进行设计，详细地阐述了-720水平辅助回风大巷当前支护方案。
　　(3)对陈四楼煤矿-720水平辅助回风大巷进行地应力测试、锚杆无损检测以及表面位移监测等现场测试，得出巷道支护受水平应力影响严重、锚喷段锚杆锚固力较小、巷道变形较大、围岩没有得到有效地控制等结论。发现当前架棚段巷道支护效果较好，而锚喷段支护系统支护效果较差，对该巷道当前支护系统进行综合评价。
　　(4)对陈四楼煤矿-720水平辅助回风大巷巷道支护质量进行调查，在现场调查中发现锚喷段巷道顶底板变形较两帮变形剧烈。对陈四楼煤矿-720水平辅助回风大巷的破坏因素进行分析，并提出巷道支护应有的措施和经济合理的的加固方案。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 研究背景及意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 软岩巷道支护理论的发展

1．2．2 软岩巷道支护技术的发展

1．2．3 锚杆支护理论与技术的发展

1．2．4 棚式支护技术发展现状

1．2．5 U型钢支架支护技术的发展

1．3 研究存在的问题

1．4 研究内容及技术路线

1．4．1 主要研究内容

1．4．2 研究方法与技术路线

2 软岩巷道支护结构作用机理分析

2．1 新奥法支护设计理论

2．2 软岩巷道支护机理

2．2．1 锚杆的加固作用机理

2．2．2 喷射混凝土作用机理

2．2．3 钢筋网作用机理

2．2．4 锚注作用机理

2．2．5 抽放承压水作用机理

2．3 本章小结

3 地质条件及巷道支护现状

3．1 陈四楼煤矿概况

3．2 地质条件

3．2．1 地面相对位置及邻近采区开采情况

3．2．2 煤(岩)层赋存特征

3．2．3 地质构造

3．2．4 水文地质

3．3 巷道支护现状

3．3．1 巷道断面设计

3．3．2 永久支护参数设计

3．3．3 锚索加强支护

3．4 巷道支护特点

3．5 本章小结

4 现场测试

4．1 地应力测试

4．1．1 煤矿开采中地应力测量的意义

4．1．2 影响地应力的主要因素

4．1．3 测量方法的确定

4．1．4 孔壁应变解除法的基本原理及主应力换算

4．1．5 矿区原岩应力现场测试

4．1．6 地应力小结

4．2 锚杆索无损检测

4．2．1 锚杆索无损检测原理与方法

4．2．2 锚杆索无损检测现场测试

4．2．3 锚杆索无损检测小结

4．3 表面位移监测

4．3．1 观测方案

4．3．2 表面位移监测小结

4．4 本章小结

5 巷道破坏因素分析及加固方案设计

5．1 巷道破坏现场调查

5．1．1 巷道破坏情况现场调查

5．1．2 巷道变形破坏特征

5．2 巷道变形破坏因素

5．2．1 客观因素

5．2．2 主观因素

5．3 支护困难原因及应采取措施

5．4 加固方案设计

5．4．1 加固要求与原则

5．4．2 加固方案

5．5 本章小结

6 主要结论与存在不足

6．1 主要结论

6．2 存在不足

参考文献

致谢

作者简介及读研期间主要科研成果