煤礦支護技術(shù)及新發(fā)展(完整版)
【正文】 固力，可以有效地提高錨固體的E、C、 值，提高錨固體的強度和殘余強度，從而在根本上改善裂隙巖體的承載性能，促使巷道頂板由不穩(wěn)定向穩(wěn)定轉(zhuǎn)化。冒頂率：萬分之五；事故率：五萬分之一；導(dǎo)致金屬支架類被動支護使用抬頭。 使用錨桿支護存在的問題1)錨桿使用密度很大，圍巖變形仍十分劇烈，支護效果很不理想；變形量大：1000~2000mm以上；超出樹脂錨固系統(tǒng)的極限，錨固實效，500~600mm以后的變形量失控。采用高強樹脂錨桿后，錨固區(qū)巖體得到有效加固，能有效限制錨桿長度范圍內(nèi)巖體的變形，但錨固區(qū)外的弱面離層是高強錨桿支護技術(shù)面臨的一大挑戰(zhàn)．1)松散變形的持續(xù)發(fā)展；大部分軟弱煤層巷道在錨桿支護起作用前，都有100~200 mm的圍巖變形量．2)錨桿支護的實際狀態(tài)不良；工作載荷很低；錨桿實際工作載荷可分三種情況：安裝時沒有初錨力，工作載荷始終為零；安裝時初錨力很小，低于15 kN，工作載荷增長緩慢，穩(wěn)定段載荷值較低；安裝時提供超過20kN的預(yù)緊力，工作載荷增長快，穩(wěn)定段載荷值高．3)大變形后錨固力衰減，錨固實效；端錨時在圍巖變形量達(dá)到100 mm時即開始失效，全長錨固時錨桿的可靠性雖大大提高，但圍巖變形達(dá)到200~300 mm時錨固力也開始降低，達(dá)到500 mm時即完全喪失。建立錨固區(qū)和穩(wěn)定關(guān)鍵層間的聯(lián)系；在關(guān)鍵層下面的厚層松散體內(nèi)建立自穩(wěn)結(jié)構(gòu)：桁架系統(tǒng)。經(jīng)過大量的地面和現(xiàn)場試驗，淘汰了φ43mm鉆孔—φ18mm桿體—φ35mm樹脂卷的落后的“三徑”匹配模式。在單排循環(huán)的基礎(chǔ)上，割煤前，超前斜角施工預(yù)拉力錨桿，通過大扭矩鉆機的安裝，在兩排鋼帶之間安裝3～4根高性能錨桿，可以很好地穩(wěn)定住頂板松動巖層，錨桿規(guī)格一般采用M161800 mm。從99年開始研制該錨桿以來，截止03年底，已在淮北礦區(qū)使用440萬套。冒頂特征：1)冒頂段普遍較小，且都發(fā)生在地質(zhì)條件變化的地段，如小斷層、巖石破碎、頂板裂隙發(fā)育或近距離煤層的層間距變小、頂板錨固區(qū)邊緣有極易發(fā)生離層的弱面存在等等；2)大多發(fā)生在成巷部分，且大多有明顯預(yù)兆，如巷道變形量大，片幫、錨桿失效、頂板離層并有明顯彎曲下沉；3)沿空掘巷冒頂比重相對更高。設(shè)計文本不規(guī)范，缺少控制爆破、支護材料和機具性能要求及常規(guī)檢測方法、施工質(zhì)量監(jiān)測和支護效果評價等重要內(nèi)容。當(dāng)圍巖極其軟弱、高地應(yīng)力作用、支護選型不合理，初期的松動破壞范圍大，可能導(dǎo)致第二階段不明顯，或幾乎沒有穩(wěn)定變形階段；事實上第二階段的相對穩(wěn)定在很大程度上取決于第一階段的支護及圍巖所能保持的承載性能。開挖與支護方式、支護時機的不同組合導(dǎo)致的圍巖變形和破壞應(yīng)該是不同的。實踐和理論都表明錨注聯(lián)合支護技術(shù)具有較大的優(yōu)越性，是支護技術(shù)的發(fā)展方向之一。 巷道圍巖深部范圍(～)破壞程度衰減較快，裂隙張開度較小，可注性差，錨桿端頭錨固區(qū)選擇在此區(qū)比較可靠，能夠保證并維持錨固力；3）即錨和注的時機在客觀上是不統(tǒng)一，采用一體化錨注時給施工操作帶來困難。該項技術(shù)讓壓分三步進(jìn)行：1)簡單釋放，僅噴薄層保證安全；2)利用錨噴支護的柔性變形使圍巖在有效約束下讓壓；通過滯后注漿加固圍巖并強化錨噴支護，在高阻狀態(tài)下進(jìn)一步讓壓；3)通過加固幫角控制底鼓，底板一般不作特殊處理，允許圍巖在大變形時繼續(xù)調(diào)整圍巖應(yīng)力。1)支護強度的進(jìn)一步提高超高強錨桿、高強錨索2)加固范圍的進(jìn)一步加大調(diào)動更廣泛的圍巖參與支護，對機具的新要求 3)支護結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步創(chuàng)新大連中智工程材料制造有限公司。同一礦井中相近賦存條件的軟巖或煤層巷道對采深變化很敏感，原來在淺部能夠使用的技術(shù)到深部支護效果很差，2)巷道持續(xù)變形，流變已成為深井巷道變形的主要特征。采用錨注一體化支護技術(shù)在時機、工序等方面要求嚴(yán)格，只有在專業(yè)技術(shù)人員指導(dǎo)下進(jìn)行，才能保證質(zhì)量。但仍存在一些技術(shù)上的問題需要注意：1）目前，軟巖巷道的支護理論和技術(shù)更多地是僅從支護前的巷道工程地質(zhì)條件出發(fā)，采用靜態(tài)的觀點分析問題，很少從巷道維護的全過程出發(fā)，也很少考慮開挖后圍巖對支護的動態(tài)力學(xué)響應(yīng)，并從圍巖穩(wěn)定性能的變動規(guī)律上分析，因而很多軟巖巷道穩(wěn)定性問題解決的不夠理想。在軟巖巷道圍巖控制理論和技術(shù)研究中，如下幾點已得到廣泛的認(rèn)可： 1)支護與圍巖關(guān)系的對立統(tǒng)一①支護圍巖關(guān)系是對立統(tǒng)一的，支護特性曲線應(yīng)于軟巖變形特性曲線匹配，但是目前任何一種單一的支護方式都不能滿足圍巖變形的要求，客觀上要求通過綜合治理聯(lián)合支護來維持軟巖穩(wěn)定。1)先進(jìn)的預(yù)應(yīng)力支護理論指導(dǎo)，是本質(zhì)安全的理論保障2)控制離層的系統(tǒng)動態(tài)設(shè)計方法，是本質(zhì)安全的設(shè)計保障3)一整套新型高性能預(yù)拉力支護手段，是本質(zhì)安全的產(chǎn)品保證體系4)圍繞錨桿受力狀態(tài)和頂板離層開展的礦壓監(jiān)測，是本質(zhì)安全的監(jiān)測體系5)施工管理規(guī)范和三級質(zhì)量管理制度，提供了本質(zhì)安全的管理監(jiān)控保障。2) 存在設(shè)計質(zhì)量差、應(yīng)用水平低的問題由于缺乏基礎(chǔ)研究及資料，不能定量開展圍巖分類
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