楊圣奇深部巷道圍巖支護(編輯修改稿)
2025-05-28 01:10 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 雖然具有針對性強的特點，然而揭示錨桿的支護實質(zhì)內(nèi)容不夠。 40 三、巷道圍巖支護理論與技術(shù)進展 松動圈支護理論 開巷后變化： （ 1）巷道周邊應力集中； （ 2）強度降低（圍巖應力超過強度則巖石破壞，等于為極限平衡，小于則穩(wěn)定）； 結(jié)果：出現(xiàn)圍巖松動圈。 煤礦巷道普遍存在松動圈！松動圈越大支護越難！ 41 三、巷道圍巖支護理論與技術(shù)進展 ? 工程類比法 ? 理論計算法 ? 信息反饋法 ? 松動圈支護設計法 巷道圍巖支護設計方法： 42 三、巷道圍巖支護理論與技術(shù)進展 ? 1) 直接類比法 一般以巷道圍巖強度 、 圍巖完整性 、 巷道埋深 、 斷面尺寸等因素與已建工程類比 ， 由此確定支護類型和參數(shù)； ? 2) 間接類比法 ? 依據(jù)技術(shù)規(guī)范 ， 按巷道圍巖分類及其它有關參數(shù)確定 。 它是目前常用的方法 。 工程類比法： 43 圍巖分類 巖層描述 巷道開掘后圍巖的穩(wěn)定狀態(tài) (3～ 5m跨度 ) 巖種舉例 類別 名稱 Ⅰ 穩(wěn)定 巖層 1. 完整堅硬巖層， Rb60MPa ，不易風化 2. 層狀巖層層間膠結(jié)好，無軟弱夾層 圍巖穩(wěn)定，長期不支護無碎塊掉落現(xiàn)象 完整的玄武巖、石英質(zhì)砂巖、奧陶紀灰?guī)r、茅口灰?guī)r、大冶厚層灰?guī)r Ⅱ 穩(wěn)定性 較好巖層 1. 完整，比較堅硬巖層， Rb=40～ 60MPa 2. 層狀巖層，膠結(jié)較好 3. 堅硬塊狀巖層，裂隙面閉合，無泥質(zhì)充填物， Rb60MPa 圍巖基本穩(wěn)定，較長時間不支護會出現(xiàn)小塊掉落 膠結(jié)好的砂巖、礫巖、大冶薄層灰?guī)r Ⅲ 中等穩(wěn)定巖層 1. 完整的中硬巖層， Rb=20～ 60MPa 2. 層狀巖層，以堅硬層為主，夾有少數(shù)軟巖層 3. 比較堅硬的塊狀巖層， Rb=40～ 60MPa 圍巖能維持一個月以上穩(wěn)定，有時產(chǎn)生局部巖塊掉落 頁巖、砂質(zhì)頁巖；粉砂巖，石灰?guī)r；硬質(zhì)凝灰?guī)r Ⅳ 穩(wěn)定性 較差巖層 ， Rb20MPa 3. 中硬的塊狀巖層， Rb=20～ 60MPa 圍巖的穩(wěn)定時間僅有幾天 頁巖、泥巖膠結(jié)不好的砂巖、硬煤 Ⅴ 不穩(wěn)定 巖層 1. 易風化潮解剝落的松軟巖層 2. 各類破碎巖層 圍巖很容易產(chǎn)生冒頂片幫 炭質(zhì)頁巖、花斑泥巖、軟質(zhì)凝灰?guī)r、煤、破碎各類巖石 地下工程圍巖分類 44 三、巷道圍巖支護理論與技術(shù)進展 ? 1） 解析法 ： ? 它是指用數(shù)學方法 ， 借助固體力學通過計算可以取得閉合解的方法 。 使用時 ， 要特別注意和巖體所處的物理狀態(tài)相匹配 。 ? 彈塑性狀態(tài)可用彈塑性力學 。如淺部工程 。 ? 圍巖破裂狀態(tài)則需要選用非連續(xù)體力學 （ 塊體力學 ） 。 ? 2） 數(shù)值模擬法 ? 通常包括有限元 、 有限差分法 、 邊界元 、 離散元 、 DDA、流形元等 ， 目前各類計算方法都得到了長足的進步 。 理論計算法： 45 三、巷道圍巖支護理論與技術(shù)進展 ? 傳統(tǒng) “ 設計 —施工 ” 模式中 , 影響設計因素眾多且復雜 , 如設計參數(shù)難以準確確定及設計方法不夠完善等 , 均影響著工程施工的質(zhì)量和安全 。 此模式常常使設計計算結(jié)果與實際工程狀況產(chǎn)生較大差異 。 ? 因此 , 充分利用施工過程中的各項信息 , 對設計和施工進行 動態(tài)調(diào)整及控制 , 進而保證工程施工質(zhì)量及安全的新型施工方法應運而生 。 這種 利用施工過程中獲取的信息指導施工 的方法逐步發(fā)展成信息化施工方法 。 ? 信息化施工 信息采集 、 處理 、 反饋和設計修正 信息反饋法： 46 三、巷道圍巖支護理論與技術(shù)進展 松動圈支護設計法： ? 小松動圈（ L=040 cm ） ：噴射混凝土支護 ? 中松動圈（ L=40150cm） ：懸吊理論確定錨桿支護參數(shù) ? 大松動圈（ L150cm） ：采用組合拱確定錨噴 (注 )網(wǎng) 支護形式 : 噴射混凝土、錨噴、錨網(wǎng)、錨噴網(wǎng)及錨注支護等。 47 三、巷道圍巖支護理論與技術(shù)進展 雖然目前在煤礦巷道圍巖支護理論及技術(shù)方面，已經(jīng)取得了長足的進步，但隨著開采深度的增加、開采強度的提高以及開采條件的惡化，我國煤礦巷道圍巖穩(wěn)定控制關鍵技術(shù)始終面臨著一系列新的挑戰(zhàn)，出現(xiàn)了許多前所未有的復雜困難巷道， 如深部強動壓巷道、深部軟巖大變形流變巷道、深部高應力碎裂圍巖巷道、特大斷面巷道等 ，對錨桿支護和注漿加固方式提出了更高、更苛刻的要求。 傳統(tǒng)的單一的支護模式已很難適應深部巷道高應力、大變形、顯著流變、強動壓、碎裂化的要求，需要采取聯(lián)合支護模式，才能有效控制深部巷道圍巖的變形 ，但由于聯(lián)合支護成本高等原因，得不到推廣應用，因此需要從深部不同類型巷道圍巖變形破壞機理出發(fā)，提出和發(fā)展一系列有效且經(jīng)濟的深部巷道圍巖穩(wěn)定控制關鍵技術(shù)。 48 匯 報 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 、 巷道圍巖支護理論與技術(shù)進展 四 、 典型工程實例 49 四、典型工程實例－ 實例一 某礦 850m二采軌道下山位于砂質(zhì)頁巖和中砂巖互層中 。 砂質(zhì)頁巖灰色 、 性脆 、 具貝殼狀斷口；中砂巖灰白色 ， 鈣質(zhì)膠結(jié) ， 成分以石英長石為主 ， 含較多暗色礦物 ， 圍巖抗壓強度小 。 埋深 998～ 1065m， 為深部巷道；現(xiàn)場巷道變形特征也表明二采軌道下山長期流變 、 大變形 、 維護困難 ，顯現(xiàn)出深井 、 軟巖巖巷圍巖的變形破碎特征 。 50 四、典型工程實例－ 實例一 一次支護錨桿間排距為 800 800mm， 錨桿為直徑 22mm、長度 。 一次支護 有限讓壓控制圍巖 二次支護 使圍巖停止蠕變轉(zhuǎn) 化到穩(wěn)定狀態(tài) 二次支護采用錨桿支護與注漿加固 ， 二次支護錨桿布置與一次錨桿布置呈五花型 ， 間排距為 800 800mm， 錨桿為直徑22mm、 長度 。 注漿材料采用高水速凝材料 ， 注漿孔深 。
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