全煤巷道斷面刷大開挖順序及支護(hù)方案研究.pdf

1、為了解決中小煤礦資源整合過程中所遇到工程技術(shù)方面的難題,推動(dòng)煤炭工業(yè)新技術(shù)在礦井建設(shè)方面的運(yùn)用,本文以山西煤炭運(yùn)銷集團(tuán)陜莊煤礦南回風(fēng)大巷與東回風(fēng)大巷斷面刷大工程為研究背景,運(yùn)用彈性薄板彎曲理論、有限差分法、鉆孔窺視等理論和方法對(duì)全煤巷道圍巖結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行了較為系統(tǒng)地研究,建立了反映其基本特征的力學(xué)模型,并對(duì)其礦壓顯現(xiàn)的一般規(guī)律進(jìn)行了全面分析,揭示了全煤巷道變形破壞特征的產(chǎn)生機(jī)理,分析了刷大開挖施工過程中圍巖的力學(xué)效應(yīng),為全煤巷道斷面刷大施

2、工提供合理的拆卸、開挖、支護(hù)方案。
　　 簡(jiǎn)而言之,本文在巷道斷面刷大施工中的研究可以歸納以下幾點(diǎn):
　　 (1)對(duì)全煤巷道圍巖的結(jié)構(gòu)特征及礦壓顯現(xiàn)規(guī)律進(jìn)行了深入研究。
　　 (2)系統(tǒng)地分析了全煤巷道圍巖常見變形破壞特征和機(jī)理,及刷大開挖造成頂板巖層變形破壞機(jī)理。
　　 (3)對(duì)在不同傾角的煤層中開挖巷道造成的圍巖變形破壞特征進(jìn)行了系統(tǒng)地研究。在水平層狀圍巖體中,圍巖頂板處巖層易發(fā)生拉斷、離層、或形成不

3、規(guī)則冒落地帶。在傾斜層狀圍巖體中,傾斜巖層在不對(duì)稱應(yīng)力作用下變形破壞,巷道一側(cè)上部拐角處最先發(fā)生破壞,破壞也最為嚴(yán)重。在急傾斜層狀圍巖巖體中,隨著巖層傾角的增加,圍巖結(jié)構(gòu)的不對(duì)稱性加強(qiáng),所以圍巖的水平應(yīng)力和垂直應(yīng)力更表現(xiàn)出高度的非對(duì)稱分布,進(jìn)而造成煤層沿層面滑移,造成左上角煤幫大面積破壞。
　　 (4)對(duì)金屬棚子支護(hù)及錨桿支護(hù)進(jìn)行了詳細(xì)的對(duì)比分析。相比金屬棚子結(jié)構(gòu)支護(hù),錨桿支護(hù)更適合大斷面全煤巷道支護(hù),將松散的煤體錨固成一個(gè)穩(wěn)定

4、的整體結(jié)構(gòu),以保持全煤巷道的穩(wěn)定性。
　　 (5)依據(jù)彈性薄板彎曲理論,建立力學(xué)模型并分析計(jì)算可得理論拆卸長(zhǎng)度公式12qa2b4＜(2h2π2a2b2+3h2π2a4+3h2π2b4)σ,再根據(jù)巷道棚子支護(hù)實(shí)際布置間距,一次拆卸木棚支護(hù)的合理長(zhǎng)度確定在2m,采取邊拆、邊開挖、邊支護(hù)的施工方法較為符合工程進(jìn)度與安全要求。
　　 (6)系統(tǒng)地分析了巷道斷面形狀選擇的影響因素及矩形、拱形兩種巷道斷面布置形式下的圍巖力學(xué)效應(yīng)。<