软岩读书报告

《软岩动压巷道围岩控制与技术》读书报告姓名:李艳波专业：采矿工程学号：0701101任课教师：王卫军1.超化煤矿软岩巷道合理支护技术研作者：王登星单位：郑煤集团超化煤矿,河南新密发表刊物：矿山压力与顶板管理摘要:利用围岩松动圈理论,对在超化煤矿松软破碎围岩中掘进巷道的支护问题进行研究,提出一套系统的支护方案、支护参数及施工技术,经过现场实验取得了良好的效果。这一支护技术具有较高的经济效益和推广价值。关键词:松动围岩;软岩支护;经济效益主要内容：1、工程概况长期以来,超化煤矿的巷道支护问题一直是影响煤矿生产、安全的重要问题。随着开采水平的延深,在浅水平没有显现的巷道压力现象越来越突出,支护问题越来越严重。22皮带和轨道下山从-200m开始U型钢出现扭曲变形,巷道变形、冒顶、底板底鼓,至-250m以下巷道严重变形而不得不进行反复返修。为了减少返修量和返修次数,并为下部新掘巷道设计合理的支护方式,超化煤矿与中国矿业大学合作,对超化煤矿的软岩支护进行研究,以期解决超化煤矿在-300m水平左右的巷道支护问题。2、巷道支护方案及参数设计根据超化矿井的具体条件和围岩松动圈的测试结果,超化矿井22下山水仓通道可以采用以下几种支护方案:①锚喷网+锚索支护;②锚喷网+U型钢支护;③锚喷网支护。考虑到开巷后的大松动圈围岩变形,预留围岩变形量150mm,即本次试验巷道的最大允许收缩量为150mm侧。根据围岩松动圈实测结果,考虑到水仓通道服务年限长,围岩松软破碎等条件,确定选用锚固可靠、锚固力大的树脂锚杆,杆体材料为520mm螺纹钢,每孔安装两个树脂药卷,分别为K2350和Z2350,锚固长度≥1000mm,设计锚固力≥80kN。经计算,锚杆的有效长度L=1.90m,因此决定采用长度为1.90+0.10=2.00m的树脂锚杆,锚杆成矩形布置,其间排距为0.65m×0.70m,托板为8mm厚150mm×150mm的方形钢板,要求锚杆的锚固力达80kN以上,组合拱厚度为1.20m。3、锚喷网施工技术试验巷道的锚喷网施工工艺顺序为:光面爆破→清除浮岩及围岩表面冲洗→喷射混凝土30mm→打锚杆眼→铺网→安锚杆、压网→喷射混凝土50mm,完成第一次支护。通过收敛变形观测和围岩松动圈测试,巷道变形在2个月后趋于稳定、基本上不再发生宏观破坏后,进行剩余40mm混凝土的喷射工作或在局部破坏地点进行第二次补打锚杆工作。4、支护质量监测支护能否成功,锚杆的锚固力至关重要。因此在施工过程中,必须经常监测、抽查锚杆锚固力,保证锚杆锚固力达到设计要求。在巷道试验过程中,共进行两次共六根锚杆拉拔力试验,除有3根锚杆小于80kN外,其他均能满足设计要求。5、技术经济效益与原设计的1m2架U25相比,1m巷道节约成本330元,更重要的是保证了生产安全,减少了返修量。试验巷道的支护成功,为超化矿下一步新掘巷道的支护提供了切实可行的方案,也为下一水平的开采奠定了理论基础。2.大采深软岩巷道支护优化研究作者：毛国力、骆志宽单位：峰峰集团有限公司九龙矿,河北邯郸发表刊物：华北科技学院学报摘要:通过对北二采区轨道下山和北二煤仓里外200m范围做的支护研究,利用软岩支护应采用全长锚固、及时支护、高承载力和较好的可缩性的锚杆。初喷超前支护及时封闭围岩,支护设计以树脂锚杆为支护主体,利用锚索增加支护承载能力,以及钢筋网增加表面刚度。采用锚、网、喷+锚索的联合支护形式,局部加套U钢全断面加固取得了很好的效果。关键词:大采深;软岩;联合支护主要内容：九龙矿井田采深大,矿压高,巷道支护难度大,失修严重因此,急需解决九龙矿大采深矿井的巷道支护的难题,特别是北二采区轨道下山和北二煤仓里外200m范围内的巷道支护的科学方案和合理支护参数。考虑到圆形巷道断面其底板施工难度较大,为方便施工,决定选用缺圆拱型断面。U钢支护采用马踢型支护形式。支护形式如下图:在加36U钢全断面支护的巷道的顶底板收缩变形较小,但有个别U钢卡子的螺栓被拉断现象;没有加底拱36U钢支护的巷道,顶板离层显示数据较小,但底板凸鼓明显,巷道整体收缩变形,顶底板移近量平均9cm/月,有36U钢压歪、压裂变形现象;交叉点使用的锚网喷加索联合支护,巷道表现为整体下沉、底鼓,需扩巷道挑顶重新支护,挑顶后锚索外露1～118m,说明顶板下沉较大。结论：通过一年的矿压观测和资料分析:锚、网、喷+锚索的联合支护形式有效地提高了北二煤仓段巷道受深部围岩的承载能力及抗变形能力,确保了该段巷道围岩的稳定。经过锚、网、喷+锚索的联合支护技术在九龙矿大采深软岩巷道的施工应用,与普通锚网喷相比巷道支护效果明显改善,为以后在其它巷道施工中推广软岩支护提供了宝贵经验,与其它支护相比,施工安全,可以降低成本和工人的劳动强度,取得较好的经济效益。3、大雁矿务局软岩支护的实践作者：何福林单位：大雁矿务局发表刊物：中国煤炭摘要：大雁矿区的煤系宕层强度低、吸水性强、胶结程度低,孔隙率大,是典型的软岩矿区。介绍了大雁护务局综合治理软岩的项措施,它们是治理井下水患、正确选择巷道层位、合理选择巷道形状、机掘破岩和因地制宜选择巷道支护形式。关键词：软岩、巷道支护、大雁矿务局主要内容：过去,我们对软岩的属性缺乏深入系统的研究和分析,不注重综合治理,一味采取传统支护方式,单纯依靠提高支护刚度或支护密度来承受围岩的压力。开巷即支,坏了就翻,其结果是得不偿失,有的巷道料石暄支护翻修多次,巷道维护费用高,影响生产系统的正常运行,企业经济效益难以提高。面对这些困难,我们紧密依靠科技进步,加强管理,从实践中摸索出一套适合大雁矿区地质条件的软岩巷道支护方法。1、综合治理井下水患，2、正确选择巷道层位，3、合理选择巷道形状，4、发展掘进机械化，5、因地制宜选择软岩巷道支护形式。包括：（1）在回采巷道大面积推广锚杆支护，（2）在岩巷推广应用锚喷网支护技术，（3）条带碹加木砖半柔性支护，（4）金属支架支护，（5）联合支护技术，（6）对料石碹巷道的修复。4、高地应力软岩巷道锚注支护技术作者：史厚桃,王明刚单位：淮北矿业集团公司朱仙庄煤矿,安徽宿州发表刊物：煤炭技术摘要:从巷道围岩所处具体层位、岩性和巷道压力显形特点等方面入手,选择巷道支护形式,并通过巷道的实验,找出适合朱仙庄矿高地应力软岩巷道的合理支护参数,解决部分软岩巷道支护问题,缓解软岩支护矛盾,以达到永久支护效果。关键词:高地应力;软岩;锚注支护技术主要内容：淮北矿业集团公司朱仙庄矿地压大,巷道受压变形严重,巷道失修表现为轨道运输大巷需经常性改棚、卧底、多处水沟不通、巷道断面小、无人行道或安全间隙不够,远远满足不了安全行车的需要,风管、水管、电缆等吊挂困难;皮带大巷由于底鼓、收缩、变形严重,无安全间隙、无检修道,不利于皮带维护和正常运行,给“一通三防”、采掘顶板、巷道维修和机电运输管理均造成极大困难,难以满足生产需要。支护机理:主要着重于联合支护结构,改变或充分利用围岩自身的承载能力,实现主动支护,保证支护结构的稳定性。但充分考虑到巷道受压影响的特点是侧压和顶压较为集中,因此重点在顶、帮、底角加大注浆量,使围岩裂隙得到充分胶结,形成整体。施工方法：原则上采用喷、锚、绳、喷、锚注、锚索补强联合支护体系。施工顺序:先拉掉原U型棚后的背板,找顶后再用风镐挖掉两棚之间的原喷浆层。把原U型钢棚顶部挖空,使轮廓比设计大200～250mm,然后初次喷浆、打锚杆、挂绳、每3m加打1根锚索;够20m距离时进行复喷,复喷厚度50～75mm,两次厚度达到100～150mm。待复喷层终凝后打注浆锚杆、注浆,当注浆压力达到1.5～2.5MPa,并稳定5min后即可停止注浆,再用快硬水泥卷把锚杆孔口封堵严实。5、极软岩巷道耦合支护技术研究作者：赵华玮,代学灵单位：焦作大学,河南焦作发表刊物：矿山压力与顶板管理摘要:极软岩巷道具有高地压、难支护和持续变形破坏的工程特征,实践表明,现有支护难以控制。通过对围岩变形破坏机理分析研究,提出一次支护围岩“卸压”与二次支护围岩“增强”的耦合控制准则及设计参数,经工业性试验,矿压监测表明,控制了围岩的强烈变形、保证了巷道的稳定,具有显著的技术经济效益。关键词:极软岩;卸压与增强;试验;监测主要内容：方庄煤矿东大巷标高-550m,垂深650m,巷道布置在泥岩、粉砂岩、砂质泥岩和泥页岩等互层岩组中,受区域构造应力影响,给巷道支护造成很大困难。作者在已有研究成果的基础上,根据方庄煤矿东大巷软岩的工程特征、变形机理,提出一次支护“网棚卸压”支护,二次支护“锚注增强”支护的耦合控制准则。即:巷道掘进中,紧跟工作面铺网架棚。峰后巷道表面集中应力大于围岩强度,使围岩产生剧烈的变形破坏,随着巨大膨胀塑性能在支架上的作用及为保持支架稳定,通过人为的方法从网孔中及时定期释放表面围岩、卸压释放能量,以减小围岩对支架的作用。通过围岩的变形卸压和松动圈的增大、发展、趋稳,选择恰当时机喷浆封闭围岩,适时二次耦合注浆加固,以达到永久支护的目的。通过极软岩巷道耦合支护技术研究,得出如下结论:(1)分析了“卸压”与“锚注增强”支护机理。为大变形、难支护和持续变形破坏的极软岩巷道支护控制设计提供了依据。(2)研究了一次支护“网棚卸压”和二次支护“锚注增强”支护的方案、参数设计、施工工艺和困难条件下的高效化学注浆技术等成套技术。(3)矿压监测结果表明“,卸压”与“增强”耦合支护技术控制了极软岩巷道的强烈变形、保持了巷道稳定,具有推广应用前景。6、离散膨胀性软岩控制及支护技术作者：曹耀丰单位：霍州煤电集团公司发表刊物：山西焦煤科技摘要：李雅庄矿井巷道变形量过大,断面收缩太快、锚杆失效、支架损坏、底鼓严重,某些区段巷道收缩近乎于零,直接影响生产安全。经多次返修,平均返修费用3.6万元m,局部高达5.4万元m,收效甚微。为有效解决这一困扰矿井生产和安全的技术难题。本文针对李雅庄矿特殊的软岩巷道条件,在分析研究引起李雅庄矿井巷道变形主要矿压因素的基础上,探讨研究该矿巷道变形规律,通过长期试验研究,总结出了李雅庄矿软岩控制及支护理论,为控制该矿巷道严重变形寻找到了一条有效途径。关键词：膨胀;软岩;控制;技术主要内容：李雅庄井田煤层埋藏深,平均550m～650m,地应力大,矿压显现明显,矿井主要运输大巷为+355水平,自开采以来,由于岩性差、裂隙发育、构造等原因造成大巷在掘进和维护过程中,出现巷道变形量过大,断面收缩太快、锚杆失效、支架损坏、底鼓严重等一系列矿压显现问题。本次研究确定的基本工作思路为,找准引起李雅庄矿井巷道变形主要因素,寻求解决巷道变形的手段。在充分掌握和了解国内外软岩控制发展及支护理论的基础上,分析研究软岩的基本力学特性和软岩巷道变形破坏规律,探讨研究李雅庄矿软岩控制及支护理论。本次研究试验地点选择在具有较强代表性的355运输大巷和北运大巷。我国软岩支护技术基本上是采取以锚喷支护为主的联合支护技术,采取二次支护理论,通过观测,确定最佳支护时间对巷道进行二次注浆支护,达到最佳的支护效果。1)进行断面选择:通过对井下巷道的观测和实验,确定巷道的断面以半圆拱为最理想施工断面。2)通过对以往施工和损坏巷道的松动圈测定,确定锚杆的长度以2.5m最为合适,同时辅助9.3m的锚索。3)为减少巷道破坏,提高围岩自身的抵抗强度,爆破采用光面爆破。通过加固以后的355大巷在受断层的影响下,巷道的变形和破坏得到良好控制,除表面原有的喷层部分脱落外,没有发现其他破坏,巷道围岩保持了较好的完整性。并很快趋于稳定,由此可见,355大巷的加固设计在技术上是合理的。7、联合支护在软岩巷道中的应用作者：马宏军单位：铜川矿务局发表刊物：陕西煤炭技术摘要：介绍铜川陈家山矿的软岩支护经脸,通过对比分析,肯定了锚网喻和钢筋混凝土联合支护的实用性与可行性。关键词：封闭围岩；初喷；复喷；永久性支护；巷道表面位移主要内容：陈家山矿年生产能力150万t,主采侏罗纪4煤层,平峒运输大巷原设计布置在三叠纪砂岩中,主要采用直墙半圆拱料石碹支护。二~三采区间大巷穿过煤层底板的根土岩花斑泥岩,巷道变形,地鼓量大,两侧墙内移大,