煤矿各巷道锚网喷支护设计.doc
《煤矿各巷道锚网喷支护设计.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《煤矿各巷道锚网喷支护设计.doc(117页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、煤矿各巷道锚网喷支护设计 作者: 日期:2 个人收集整理 勿做商业用途目 录1 顶底板岩石物理力学性质11。1煤层基本情况11。2顶底板岩石物理力学参数22 围岩稳定性分类与锚固参数研究42.1概述42。2 以巷道围岩稳定性分类为基础的工程类比法42。2。1 分类方法52。2。2 分类指标的确定62.2.3 分类指标的取值方法72。2.4 分类的步骤82.3 分类结果143 设计理论依据163。1顶板锚固支护原理及其适用条件163.2两帮锚固支护原理及其适用条件214 支护方案设计234.1 开切眼的锚固参数设计234.1。1开切眼两帮锚固参数确定234。1。2开切眼顶板锚固参数确定254。1
2、.3开切眼锚固方案294。2 胶带运输顺槽和回风顺槽锚固参数设计314.2。1 胶带运输顺槽和回风顺槽两帮锚固参数确定314。2。2 胶带运输顺槽和回风顺槽顶板锚固参数确定334.2。3 胶带运输顺槽和回风顺槽锚固方案364。3 轨道顺槽和进风顺槽锚固参数设计394.4。1 轨道顺槽和进风顺槽两帮锚固参数确定394。3。2 轨道顺槽和进风顺槽顶板锚固参数确定414。3.3 轨道顺槽和进风顺槽锚固方案444.4 一、二号胶带大巷锚固参数设计474。3.1 一、二号胶带大巷两帮锚固参数确定474.3.2 一、二号胶带大巷顶板锚固参数确定494.3.3 一、二号胶带大巷锚固方案524.5 一采区回风
3、大巷锚固参数设计554。5.1 一采区回风大巷两帮锚固参数确定554。5.2 一采区回风大巷顶板锚固参数确定574。5。3 一采区回风大巷锚固方案604.6 一采区辅运大巷和东辅运大巷锚固参数设计634.6.1 一采区辅运大巷和东辅运大巷两帮锚固参数确定634。6.2 一采区辅运大巷和东辅运大巷顶板锚固参数确定654.6.3 一采区辅运大巷和东辅运大巷锚固方案684。7 二采区回风大巷和回风大巷锚固参数设计714。7。1 二采区回风大巷和回风大巷两帮锚固参数确定714。7.2 二采区回风大巷和回风大巷顶板锚固参数确定734.7。3 二采区回风大巷和回风大巷锚固方案764.8 交叉点加强支护方案
4、794.9 临时支护814.9.1 临时支护的形式与材料规格814。9。2 临时支护的操作过程814。10 锚固材料的规格、性能及其选择824。10.1 锚固剂的规格、性能及其选择824.10。2 预应力锚索的规格、性能与选择834。10.3 锚杆的规格、性能与选择844。10.4 锚杆梁(钢带或钢筋梯子梁)的规格、性能与选择854。10.5 锚杆与锚索托板的规格、性能与选择884。10。6网的规格、性能与选择894。11锚杆(索)预紧力的确定914.12喷射混凝土964.12。1喷射混凝土的常用配比974。12.2影响喷射混凝土强度的因素分析974。13 锚杆与锚索的施工工艺1014。13.
5、1锚杆施工工艺1014.13.2 锚索施工工艺1014.14 施工操作安全技术要求1024.14。1 顶板管理及锚杆施工安全技术要求1024。14。2 锚索施工与操作安全技术要求1045 锚固质量检查与围岩动态监测1055。1 锚固质量的日常检查1055。2 围岩动态的专项监测1066总结1111131 顶底板岩石物理力学性质1。1煤层基本情况山西煤炭运销集团阳城羊泉煤业有限公司井田位于阳城县城北西约20km处的芹池镇柴庄村北侧,行政区划隶属阳城县芹池镇管辖。其地理坐标为:东经11213441121530,北纬353609353817.目前开采3#煤层,煤层平均埋深200m左右,井田面积为7。
6、167km2.井田位于沁水煤田南部,沁水复式向斜南端,受一组宽缓褶曲控制,总体向北倾伏,地层倾角约29,现未发现断层、陷落柱构造,未见岩浆岩侵入,地层走向变化不大,根据DZ/TO2152002煤、泥炭地质勘查规范,井田构造总体属简单类型。本矿现开采3号煤层,煤层厚3。306。39m,平均厚3。88m,煤层结构简单较简单,夹02层矸石,矸石成分多为炭质泥岩或泥岩。其伪顶为灰色泥岩或炭质泥岩,厚约0.1m,随开采过程极易冒落,水平层理十分发育,富含植物化石;直接顶板多为砂质泥岩、粉砂岩、泥岩,部分为细粒砂岩,一般厚约2。50m,钙质胶结,分选一般,含有泥岩包裹体,斜层理明显,裂隙不太发育;老顶为中
7、粒砂岩,厚约3.0m。底板岩性多为泥岩、砂质泥岩,一般厚约3.50m。1.2顶底板岩石物理力学参数据山西省煤炭工业局综合测试中心2010年5月10日化验资料:3号煤层顶板泥岩抗压强度为13.730.4MPa,平均24.7MPa,属软弱岩石,抗拉强度为0.100。69MPa,平均0.43MPa,抗剪强度为2.553.87MPa,平均3.38MPa。底板泥岩抗压强度为20。447.1MPa,平均31。2MPa,属软弱岩石中等坚硬岩石,抗拉强度为0.311。08MPa,平均0。58MPa,抗剪强度为1.772.87MPa,平均2。49MPa.另据本井田外西北侧的小西煤业钻孔(XX-3、XX6号孔)化
8、验资料:顶板细粒砂岩视密度2629kg/m,含水率1。11%,孔隙率2。63%,抗压强度51。8 MPa,属中等坚硬岩石,抗拉强度3.60 MPa,抗切强度3.43 MPa。顶板砂质泥岩视密度2673kg/m,含水率0.97,孔隙率1.69,抗压强度30。8MPa,属软弱岩石,抗拉强度1。10 MPa,抗切强度2.01MPa.底板砂质泥岩视密度2610kg/m,含水率0.61,孔隙率1。21,抗压强度30。3MPa,属软弱岩石,抗拉强度1。60MPa,抗切强度2。35MPa。底板泥岩视密度2616kg/m,含水率1.10,孔隙率2.06%,抗压强度18.9MPa,属软弱岩石,抗拉强度1.17M
9、Pa,抗切强度6。92MPa。据山西阳城羊泉煤业有限公司资源整合矿井地质报告,顶底板岩层详见钻孔柱状图。 2 围岩稳定性分类与锚固参数研究2。1概述锚杆支护设计的基本方法可以归纳为以下几大类:工程类比法;理论计算法;以地质力学为基础的数值试验法。工程类比法在我国巷道锚杆支护设计中应用比较广泛,主要有:以回采巷道围岩稳定性分类为基础的锚杆支护设计方法和以巷道围岩松动圈为基础的支护设计法等。理论计算的方法很多,主要有悬吊理论、组合梁理论、冒落拱理论等.在众多理论中,前苏联库兹巴斯矿区的基于冒落拱理论的设计方法最具有代表性,这种方法是根据特定煤层地质条件,应用冒落拱理论分析围岩的松动状态,认为锚杆支
10、护的作用是防止松动破坏区的围岩垮落,设计所用主要参数的获取靠经验并结合一定的观测手段来实现,设计的主要任务是确定锚杆支护的间排距。英国、澳大利亚等建立了以地质力学条件和数值计算为基础的煤巷锚杆支护系统设计方法,其核心是首先根据地应力测试结果,以岩体力学评估为基础,结合数值模拟分析进行锚杆支护初始设计,然后再根据现场监测结果对原设计进行修正和完善。2。2 以巷道围岩稳定性分类为基础的工程类比法工程类比法是煤矿巷道锚杆支护设计中应用最为广泛的方法之一,它是根据已经成功的类似工程经验,通过类比,直接提出锚杆支护参数,这与设计者的实践经验关系很大。然而,要求每一个设计人员都具有丰富的实践经验是不切实际
11、的,为了将特定围岩条件下的设计与已有的相应条件下的工程实践经验联系起来进行工程类比,做出比较合理的设计方案,进行围岩稳定性分类是必要的。1988年原煤炭工业部颁发了试用我国缓倾斜、倾斜煤层回采巷道围岩稳定性分类方案一来,经过多年的应用,已进一步完善,发展成为包括缓倾斜、倾斜、急倾斜和各种煤层厚度的回采巷道,煤层上下山,其他煤巷以及岩石巷道等全部在内的采准巷道围岩稳定性分类方案。根据这一分类方案,巷道围岩的稳定性可划分为非常稳定(类)、稳定(类)、中等稳定(类)、不稳定(类)和极不稳定(类)5个类别.2。2。1 分类方法模糊聚类分析自问世以来,发展十分迅速,它将模糊数学的理论、方法引入到聚类分析
12、中,从而形成了模糊聚类分析,并且成功地应用到选矿、气象、地震、林业、农业、环境科学等多方面。巷道围岩稳定性是一个复杂的问题,它受到多种因素的影响,例如围岩性质、围岩结构、构造和破坏的情况、围岩应力、地下水、巷道位置、巷道断面的形状及大小、巷道支护方式等,对于回采巷道和某些巷道还要受到采动影响(包括固定支承压力、移动支承压力和压力降低等)。对于如此错综复杂的问题,必然要采用多指标分类,多指标分类的突出问题是各指标分类档次的不一致性,对各指标分类档次综合分析后选用的类别不一定符合客观实际等。对此,人们把聚类分析引入到巷道围岩分类中来。对于巷道围岩稳定性分类,在影响因素取舍的界限、分类指标数值的确定
13、以及样本之间亲疏界限等方面部具有很强的模糊性。因此,对于模糊性强、多因素、多指标的回采巷道围岩稳定性分类,采用模糊聚类分析是适宜的。2.2.2 分类指标的确定回采巷道围岩稳定性分类是直接为生产服务的,因此,选取分类指标应遵循的原则是:分类指标是影响回来巷道围岩稳定性的主要因素,能定量表示;在煤矿现场容易测取,便于现场使用和分类方案的推广。也就是说,所选择的指标应具有科学校和实用性.上节研究表明,回采巷道围岩稳定性受多种因素的影响,它不仅取决于地质因素,同时也取决于生产技术因素.巷道围岩变形是其稳定性的综合反映,是多种因素综合影响的结果.如果以K表示围岩移近率,则选择K作为各分类指标的函数:K=
14、f(顶,煤,底,H,L,N,X)式中:顶直接顶单向抗压强度;煤煤的单向抗压强度;底直接底的单向抗压强度;H巷道埋藏深度;L直接顶初次垮落步距;N直接顶厚度与采高的比值;X护巷煤柱宽度。上述分类指标在煤矿中较易测取,且是影响巷道围岩稳定性的主要因素,因此是较为科学和实用的。由于采用了围岩移近率,即顶、底板(或两帮)移近量与巷道高度(或宽度)的比值,所以巷道断面积在分类指标中未作为单独的分类指标。这里还需指出,地下水对相当数量的岩石有软化和泥化作用.尤其对软岩,地下水容易使其崩解或膨胀.对有些“硬岩地下水对其也有软化作用。地下水是影响巷道围岩稳定性的一个因素,在某些情况下,其影响程度可能很大。由于
15、地下水对巷道影响的复杂性,现在还未能定量地取得有关的数据,在本分类中这个因素未作为指标列入。2.2。3 分类指标的取值方法(1)三个围岩强度指标围岩强度是指围岩的单向抗压强度,单位为MPa.顶板强度取二倍巷道高度范围内的各岩层强度的加权平均值,底板强度取一倍巷道高度范围内各岩层强度的加权平均值。分层开采时的底板强度,实际上就是煤层强度。(2)埋藏深度巷道埋藏深度是指巷道所在位置距地表的深度,单位为m。(3)直接顶初次垮落步距。直接顶初次垮落步距的单位为m.测取初次垮落步距的要求是冒高大于1.01.5m,冒落长度大于工作面全长的12,从开切眼的煤拄侧到工作面切顶排柱之间的距离.如果工作面长度不足
16、80m时,可取等效步距,即Lab(a+b),式中a,b分别为实际工作面长度和直接顶初次垮落步距。(4)直接顶厚度与采高比值可以从地质柱状图中直接量取直接顶厚度,但应注意根据具体条件分析直接顶的范围。直接顶是直接位于煤层(或仍顶)之上,强度小于6080MPa,一般随回柱随冒落的岩层。当N4时,取N=4。(5)护巷煤柱宽度护巷煤柱宽度是指区段平巷一侧的实际煤拄宽度单位为m。当巷道两侧为实体煤时,取100m;当无煤拄护巷时,取0。2。2。4 分类的步骤在回采巷道稳定性分类中,应用模糊聚类分析方法,大体上分五个步骤。(1)分类指标原始数据的预处理.为了简化巷道围岩稳定性与其影响因素的关系,并尽可能将这
17、种关系转换成线性关系,在进行分类或预测巷道类别时不直接应用分类指标的原始数据,而对其进行预处理。(2)数据标准化。数据标准化的目的主要是消除分类指标量纲及绝对值大小之间差别的影响.由于所研究的各个变量的量纲和量级可能不同,直接用分类指标的原始数据进行计算就会突出那些绝对值大的变量而压低了那些绝对值小的变量的作用;此外,为满足模糊聚类运算,需要将指标致值压缩到0,1闭区间。因此,在进行模糊聚类分析前要解决数据标准化问题。(3)分类指标加权处理。标准化后的数据并没有改变各指标对分类结果贡献相等的地位.事实上,我们选择的各个分类指标对巷道围岩稳定性的影响程度是不同的,有主、次之分。如果把这些影响程度
18、不同的指标平等对待,无疑要影响分类结果的准确性。因此,在进行模糊聚类分析时,为区分开这些指标对围岩稳定性的不同影响程度,需要对每一个指标进行加权处理。加权的具体实施方案就是在各指标经标准化处理后的数据上乘以相应的权值。确定权值的途径很多,我们采用了多元回归分析法确定本分类中七个指标的权值,并用层次分析法作了检验。(4)标定。标定就是计算出衡量被分类对象间相似程度的统计量,从而确定讨论域上的模糊关系矩阵,进而确定具有自反性和对称性的巷道加权模糊相似矩阵。(5)聚类.所谓聚类,就是在已建立的模糊相似矩阵的基础上,以不同的阀值进行截取,从而得到不同的分类。模糊聚类实施的作法很多,我们采用了基于模糊等
19、价关系的聚类法。具体作法是,将加权模糊相似矩阵进行改造,使之具有传送性,转化为加权模糊等价关系矩阵,给出不同的阀值进行聚类.阀值的取值视分类需要,由大到小或由小到大进行取值试验,并经抽样检验,最终达到合理分类的要求。各指标聚类中心见下表。表21 巷道围岩分类指标聚类中心巷道类别顶煤底NH(m)WD(m)0。1026(95MPa)0.201(25MPa)0.1291(60MPa)0.03260024。30.1414(50MPa)0。2357(18MPa)0.169(35MPa)2。353000。10514.90.1826(30MPa)0。2887(12MPa)0。2887(12MPa)3。103
20、800.36510。30.1491(45MPa)0。251(16MPa)0.1826(30MPa)2。653400。57611。90.201(25MPa)0。3015(11MPa)0.3015(11MPa)3.194100。7659。7我国煤炭系统的专家、学者和工程技术人员在煤巷锚杆支护研究、设计与施工方面做了大量的工作,积累了丰富的经验,原煤炭工业部锚杆支护专家组将他们的经验集中起来,在采准巷道围岩稳定性分类的基础上,制定了煤巷锚杆支护技术规范。该规范的要点为:1)顶板必须采用金属杆体锚杆。全长锚固或加长锚固锚杆应选用螺纹钢体杆.采用端部锚固锚杆时,设计锚固力不应低于64KN,采用全长锚固锚
21、杆时,杆体破断力不应小于130KN.2)一般情况下,巷帮应支护.巷帮锚杆的设计锚固力不应低于40KN。根据巷道断面、煤层厚度与强度、节理裂隙发育程度、埋藏深度、护巷煤柱宽度、锚杆是否经受截割等因素确定巷帮锚杆的形式与参数。3)锚杆孔径与锚杆杆体锚固段直径之差宜保持在610mm范围之内。4)顶板靠巷道两帮的锚杆,一般应向两帮倾斜1530(与铅垂线夹角)。5)推荐的金属杆体锚杆支护参数系列见表2-2所示。6)推荐的巷道锚杆基本支护形式与主要参数见表23所示。表22 金属杆体锚杆系列参数项目系列锚杆长度/m1。4,1。6,1.8,2.0,2.2,2.4,2.6锚杆杆体直径/mm16,18,20,22
22、,24锚杆孔径/mm26,28,31,33锚杆排距/m0.6,0。7,0。8,0.9,1。0,1.1,1.2,1。4锚杆间距/m0。6,0.7,0.8,0。9,1.0,1.1,1。2,1.4注:帮锚杆杆体直径可选用14mm,锚杆孔径优先选用28mm。表23 巷道顶板锚杆基本支护形式与主要参数选择巷道类别巷道围岩稳定状况基本支护形式主要支护参数非常稳定整体砂岩、石灰岩:不支护不支护其它岩层:单体锚杆端锚:杆体直径:16mm杆体长度:1.61。8m间排距:0。81。2m设计锚固力:6480KN稳定顶板较完整:单体锚杆顶板较破碎:锚杆+网端锚:杆体直径:1618mm杆体长度:1.62。0m间排距:0
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 煤矿 巷道 锚网喷 支护 设计
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【快乐****生活】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【快乐****生活】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。