煤矿深部巷道锚杆支护优化设计研究.doc

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1、煤矿深部巷道锚杆支护优化设计研究■设计论文煤矿深部巷道锚杆支护优化设计研究煤矿深部巷道锚杆支护优化设计研究ResearchontheOptimizationDesignofDeepCoalRoadwayBolting胡胜飞HUSheng-fei;李永超LIYong-chao;刘明谦LIUMing-qian;赵学军ZHAOXue-jun(枣庄矿业集团蒋庄煤矿，枣庄277519)(ZaozhuangMiningGroupJiangzhuangCoalMine,Zaozhuang277519,China)摘要：针对深部巷道复杂的应力环境和多变的围岩性质，对深部巷道围

2、岩的稳定特征进行了数值模拟和数据分析,为深部巷道锚杆支护提供了理论依据,并对锚杆支护参数进行了优化设计，确保了深部巷道支护的最优化和长期稳定。Abstract:Inviewofthecomplexstressenvironmentandchangeablesurroundingrockpropertiesindeeproadway,thisarticlecarriesoutnumericalsimulationanddataanalysistodeeproadwaysurroundingrockstability,whichprovidesatheoretic

3、albasisfordeeproadwayboltingandtheboltsupportparametersareoptimized,thusensuringtheoptimizationandlong-termstabilityofthedeeproadwaybolting.关键词：煤矿；深部巷道；锚杆支护；优化设计Keywords:coalmine;deeproadway;bolting;optimizationdesign中图分类号：TD322文献标识码:A文章编号：1006-4311(2015)20-0110-030引言我们国家经济的不断发展以及人民

4、生活水平的不断提高和发展czs离不开煤炭部门的支持，也正是由于我国对煤炭长期大量的需求，浅层地表煤炭资源已经所剩无几了，为了保证煤炭开采的质量和数量，我们现在对于深部巷道的煤炭挖掘需求呈现出越来越大的趋势。然而，深部巷道往往处于复杂的应力环境中，围岩应力分布与矿压显现异常，导致巷道不仅在采掘影响期间围岩急剧变形，而且在应力分布趋于稳定后仍保持快速流变,在两帮进行移动接近的情况下会产生十分明显的底鼓结构，这往往会直接产生前面挖掘后面重修、重复多次返工修理的情况。当前对于整个煤矿地下工程系列来说,其面临的最大挑战是如何控制深部巷道的围岩自身稳定性，同时，这个问题的

5、解决可以直接影响到对于地下深层的矿井开采的可持续程度，对于煤矿开采过程当中的高产高效以及耗能降低有着极其深远的影响，也会直接影响到当前对于煤矿的深部开采持续健康的发展思路。在这种f青况下我们必须对深部的巷道岩进行必要的优化设计，特别是锚杆部分。影响巷道围岩的自身稳定性的因素有很多，比如地压、围岩的物理力学特点、巷道围岩自身的地质条件等,除此之外，还跟锚杆自身的支护方式、锚杆的长度以及互相之间的间距有着极大的关系干预。我们可以采用数值模拟的思路构建,对于某个煤矿的水平门拱顶、两帮以及基角自身的锚杆设计布置思路进行采树上的构建和优化,从而对围岩自身的稳定性控制以及

6、锚杆的合理优化布置产生良好的影响。1围岩自身的性质以及地应力探索分布本文硏究的煤矿岩层其构建主要是呈现岀单斜体的构造，其主要的地质条件极其复杂，自身岩体的变化程度也相对较高，对于整个岩层的穿越材料，最长的分布带构建则是粉砂岩或者是红层砂岩，其次是煤层的复合岩体地段构建、灰岩岩体构建和细砂岩岩体构建，其他的构成成分是断层基础之上的破碎带构建。进行围岩的锚杆支护优化思路构建方式我们可以按照最为典型的岩性地段进行分段的进行。根据上文提到的情况,我们可以挑选四种典型岩性地段来讨论，即粉砂岩地段、红层砂岩彳氐段、细砂岩地段和复合岩性地段。根据这四种最为典型的岩性地段在整

7、个当前区域的所处方位构建,经过岩石力学框架构建下的参数试验测量和走性，这四种最为典型的围岩所构建的单向压力抗衡强度可以见表lo表1石门围岩的赋存情况构建以及其岩石构造的单向抗压强度构建围岩性质层位及描述单向抗压强度叭/MPa细砂岩煤16底板，石英为主，块状结构，无层理煤9老顶，泥质胶结煤12顶板、煤11底板，泥质胶结45-6756粉砂岩煤16底板，含铁犷结核，煤16顶板，致密坚硬22-35煤15顶板，无层理、性脆29红层砂岩中生界侏罗系蒙明组，粘土胶结，红色粉砂岩，水平层理发育，松散易碎18粉砂岩：煤15顶板，无层理，性脆29复合岩性泥灰岩：0・5m,致密坚硬

8、53煤151()底板粉砂岩:含黄铁矿结