楊圣奇深部巷道圍巖支護(hù)(已修改)
2025-05-13 01:10 本頁面
【正文】 1 楊圣奇 教授 /博導(dǎo) 中國礦業(yè)大學(xué) 二 ○ 一三年四月十二日 深部巖土力學(xué)與地下工程國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 State Key Laboratory for Geomechanics amp。 Deep Underground Engineering 煤礦巷道圍巖支護(hù)理論及技術(shù)研究進(jìn)展 2 楊圣奇， 1978年 12月出生。 起止年月 學(xué)習(xí)工作單位 任職 ~ 河南理工大學(xué) (礦井建設(shè) 專業(yè) ) 本科 ~ 河南理工大學(xué) (工程力學(xué) 專業(yè) ) 碩士 ~ 河海大學(xué) (巖土工程 專業(yè) ) 博士 ~ 河海大學(xué) 博士后 ~ 法國巴黎綜合理工大學(xué) (Ecole Polytechnique de Paris) 訪問學(xué)者 ~ 中國礦業(yè)大學(xué)巖土工程學(xué)科 副教授 ~至今 中國礦業(yè)大學(xué)巖土工程學(xué)科 教授 (破格 ) ~至今 中國礦業(yè)大學(xué)巖土工程學(xué)科 博 導(dǎo) 3 匯 報(bào) 提 綱 一 、 深部開采研究現(xiàn)狀 二 、 巷道圍巖變形破壞原因分析 三 、 巷道圍巖支護(hù)理論與技術(shù)進(jìn)展 四 、 典型工程實(shí)例 4 國家能源結(jié)構(gòu) 至 2020年仍以煤炭為主68% ? 55% 國家煤炭缺口 2020年： 13億噸 202516290510152025301 2 3 4 5 62022 2022 2022 2022 2022 2020年 現(xiàn)有與在建礦供應(yīng)能力 未來國家煤炭需求 億噸 兩種必然選擇 既有礦山延深 新的礦山建設(shè) 一種必然結(jié)果 開發(fā)深部 一、深部開采研究現(xiàn)狀 5 一、深部開采研究現(xiàn)狀 ?國外： ?前蘇聯(lián)： 600m ?原西德： 800～ 1200m ?英國與波蘭： 750m ?日本： 600m ?國內(nèi)： (無明確標(biāo)準(zhǔn) ) 淺礦井 中深礦井 深礦井 特深礦井 采深 400m 400800m 8001200m 1200m 深部開采的劃分標(biāo)準(zhǔn) 6 一、深部開采研究現(xiàn)狀 目前國有重點(diǎn)煤礦中采深大于 800m 的礦井有多處，以每年 25m的速度遞增。 ? 國內(nèi)： ?沈陽采屯礦 1197m； ?浙江長廣集團(tuán) 1000m； ?新汶孫村礦 1055m； ?北票冠山礦 1059m； ?徐州張小樓礦 1100m； ?開灤趙各莊礦 1159m； ?北京門頭溝 1008m。 ? 德國 2022年平均采深 1300m，最大采深1500m； ? 超過 1000m的國家： ? 俄羅斯 ? 英 國 ? 波 蘭 ? 日 本 ? 比利時等。 ? 國外： 7 一、深部開采研究現(xiàn)狀 深部開采的工程特點(diǎn)： ?地應(yīng)力高 (自重應(yīng)力 約 20MPa) －－強(qiáng)度增加，脆延性轉(zhuǎn)化特征 ?溫度高 (礦山 一般 30400C, 個別達(dá) 520C, 最高達(dá) 700C) ?滲透壓 (約 7MPa) ?強(qiáng)動壓 ?較強(qiáng)的時間效應(yīng) (強(qiáng)流變 ) 8 一、深部開采研究現(xiàn)狀 煤礦地下工程所面臨的地質(zhì)環(huán)境趨于復(fù)雜化，高應(yīng)力、高瓦斯等引起的工程災(zāi)害和事故愈來愈多，如礦井沖擊地壓、巷道圍巖大變形流變、地溫升高、瓦斯爆炸等，對深部煤炭資源安全高效開采提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。 ? 巷道圍巖變形量增大 ? 采場礦壓顯現(xiàn)劇烈 ? 巷道中巖爆、沖擊地壓 ? 瓦斯涌出量增大 ? 地溫升高、作業(yè)環(huán)境惡化 ? 突水事故趨于嚴(yán)重 ? 井筒破裂加劇 ? 煤自燃發(fā)火、礦井火災(zāi)加劇 9 匯 報(bào) 提 綱 一 、 深部開采研究現(xiàn)狀 二 、 巷道圍巖變形破壞原因分析 三 、 巷道圍巖支護(hù)理論與技術(shù)進(jìn)展 四 、 典型工程實(shí)例 10 二、巷道圍巖變形破壞原因分析 煤礦巷道 每 年掘 進(jìn)10000km，深巷占 30% 資料統(tǒng)計(jì)：隨著埋深增加，支護(hù)壓力增大到~，盡管支護(hù)強(qiáng)度增 1倍，費(fèi)用增加 倍以上 11 二、巷道圍巖變形破壞原因分析 （ 1） 鋼架支護(hù) 鋼架支護(hù)大變形底臌（龍口柳海） 錨網(wǎng)支護(hù)全斷面大變形（甘肅新安） 12 二、巷道圍巖變形破壞原因分析 ?鋼架支護(hù)圍巖大變形流變 13 二、巷道圍巖變形破壞原因分析 錨網(wǎng)支護(hù)巖爆破壞 (南非某礦 ) 鋼架支護(hù)巖爆破壞 巖爆過程（秘魯，據(jù) Hudson） ?鋼架支護(hù)巖爆破壞 14 二、巷道圍巖變形破壞原因分析 料石碹支護(hù)頂板塌方 （ 2）料石碹支護(hù) 15 二、巷道圍巖變形破壞原因分析 料石碹支護(hù)嚴(yán)重底臌 16 二、巷道圍巖變形破壞原因分析 錨網(wǎng)支護(hù) ， 大變形尖頂 (焦作 ) 頂板下沉 兩幫內(nèi)擠 底臌 （ 3）錨網(wǎng) 支護(hù) 17 二、巷道圍巖變形破壞原因分析 單一錨網(wǎng) 支護(hù)， 底 不處理，不重視 水 (甘肅華亭煤礦 ) 18 二、巷道圍巖變形破壞原因分析 ? 頂板下沉，冒頂； ? 兩幫收斂位移，片幫； ? 底臌。 煤礦巷道變形破壞現(xiàn)象： 19 二、巷道圍巖變形破壞原因分析 ?巖性差： 煤層、泥巖（強(qiáng)度低、易破碎、殘余強(qiáng)度低） ?地應(yīng)力大： 埋深大、褶曲構(gòu)造、采動影響（集中系數(shù)達(dá) ） ?支護(hù)強(qiáng)度低、剛度小 ?支護(hù)結(jié)構(gòu)不合理 煤礦巷道變形破壞原因： 20 二、巷道圍巖變形破壞原因分析 （ 1）巖石強(qiáng)度（煤、砂質(zhì)泥巖、泥化 ） 不少圍巖天然抗壓強(qiáng)度小于 10MPa 泥巖在水作用下幾乎沒有強(qiáng)度 （ 2）結(jié)構(gòu)面強(qiáng)度 弱面，層理、節(jié)理面強(qiáng)度，受地質(zhì)構(gòu)造作用 影響因素： 施工因素，爆破影響； 水；節(jié)理面粗造度；塊體大小等 巖性差 21 二、巷道圍巖變形破壞原因分析 泥巖頂板塑性流動 泥巖底板嚴(yán)重底鼓 嚴(yán)重變形煤巷 水的影響 22 二、巷道圍巖變形破壞原因分析 Step602 σc Step634 Step6431 Step602 Step611
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