东河煤矿2308运输巷锚杆支护设计研究-工程硕士学位论文答辩

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1、StudyontheBoltSupportingof2308transportationroadwayinDongHeCoalMine矿业学院采矿工程专业2012届答辩人：李建东指导老师：郭育霞（学校）王英选（企业）东河煤矿2308运输巷锚杆支护设计研究太原理工大学研究生院2016级工程硕士学位论文答辩选题意义及目的01THEMAINCONTENTS目录巷道围岩锚固机理02工程概况及岩石特性03巷道围岩变形及支护参数研究04工作面平巷矿压观测及分析05结论与展望061第部分选题意义及目的Thesignificanceandpurposeoftheselected

2、topic选题意义及目的01选题背景研究意义本论文通过东河煤矿2308运输巷掘进工作面锚杆支护设计评测项目，对东河煤矿2#煤层回采巷道的煤巷支护参数进行设计研究。东河煤矿是太原煤气化公司配套矿井之一，矿井设计产能82万吨/年。2308工作面是该矿2#煤层三采区的首采工作面，该工作面设计采用综采工艺，一次采全高，工作面平均煤层厚度1.6m，为实现高产高效综合机械化生产，该工作面巷道断面大，如果采用传统金属棚支护，施工难度较大，且支护原理落后，不能有效控制围岩的变形破坏。本采区的围岩特性尚不明确，为保证锚杆支护经济合理，安全可靠，必须专门研究该地段围岩特性，选择合理

3、的支护参数，以便对本地段类似工程的锚杆支护提供科学数据和指导依据，为实现矿井高产高效创造前提条件。本文将从锚杆、锚索支护的作用机理出发，通过一系列现场实验方法、三维模拟、矿压观测等手段对围岩破坏规律和锚杆的加固作用进行研究，使用三维模拟方法对巷道锚杆支护效果评估，也为该巷道锚杆支护方案及设计参数的改进提供了可靠的科学依据。在对东河煤矿2#煤层三采区2308运输巷的工程监测工作中，得到大量的观测数据，这些数据都是工作面的支护动态反馈信息，通过对这些数据使用科学手段汇总、归类并分析，最终为该巷道采用合理、经济的的锚杆支护方案提供现场依据。东河煤矿2308工作面是东河

4、煤矿2#煤层三采区首采工作面，我矿在此之前一直采用经验设计和工程类比的方法进行锚杆支护设计，而在地质条件复杂对巷道断面要求不大的巷道一直采用保守的金属棚支护，从未进行过专门的锚杆支护方案设计，本项目的实施也为该矿井下巷道尤其是煤巷进行锚杆支护设计、提高生产效率具有重要意义。选题意义及目的0120世纪50年代20世纪60、70年代20世纪80年代至今国外应用锚杆支护技术已经发展出一套适合本国实际情况的技术体系，并逐步向高强度、超高强度的方向发展[18]；而锚杆支护的配套施工机具也逐步得到完善，发展出了掘锚一体化流水式的机械化作业方式，这些都是值得我们国内借鉴的。主

5、要有涨壳、楔缝、倒楔式等机械端锚，材质主要以木、竹居多锚杆的锚固力不高，锚固的可靠性和安全性能还很不理想。树脂锚杆研制成功成为是全球应用最为广泛的一种锚杆形式，同时出现了缝式、涨管式等全长锚固的锚杆。锚杆出现多样化发展高强度树脂锚杆发展突飞猛进，其性能优越，安全性高，成本不高，适用性非常广泛。国外锚杆支护技术研究现状及发展趋势选题意义及目的01国内锚杆支护技术研究现状及发展趋势20世纪50-60年代20世纪70-80年代“九五”期间最早于1956年在岩巷使用锚杆锚杆种类单一，主要是机械端锚和钢丝绳砂浆无托板锚杆，锚杆强度、刚度低，可靠性差。21世纪后积极引进，鼓

6、励自主研发，具备自制树脂锚杆的能力到1995年，我国新掘巷道锚杆支护已近30%，以岩巷居多，煤巷锚杆支护比例不到16%。与国外发展已接近同步，开始向高强预应力体系发展开发出高强螺纹钢锚杆及加长、全长型树脂锚固技术，设计法则有了一定理论和经验基础。锚杆支护技术与国外的发展水平已接近同步逐渐开发出高强度螺纹钢锚杆，以及加长、全长型的树脂锚固技术，其配套的锚杆设计法则也有了一定的理论和经验基础。选题意义及目的01锚杆支护技术发展趋势巷道岩性逐渐趋向于煤巷及全煤巷道巷道综合利用及断面利用率逐步提高巷道施工断面越来越大巷道布置条件越来越复杂01020304选题意义及目的0

7、1研究内容及方法首先对在该矿本采区2#煤层内开掘回采工作面巷道，采用锚杆支护的作用机理与其相关的围岩控制理论及其初始设计进行比较系统地研究和分析。机理分析岩力检测深入现场，将附近巷道顶板岩石按照要求进行取样，对取样岩石的各项物理力学特性进行一系列实验室测定，为进一步进行研究提供基础数据。工程监测系统地实施2308运输巷的围岩变形和工程监测方案，通过对基础数据的分析，研究巷道围岩变形和矿压显现对支护的影响，以评估其支护效果。数值模拟采用FLAC3D大型三维数值模拟软件对2#煤层内巷道开掘后围岩破坏变形与锚杆支护作用关系及埋深、回采推进度之间的内在联系来进行探讨。2

8、第部分巷道围岩锚固机理T