资源描述：
《井巷工程论文(锚杆支护)》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、锚杆支护技术研究摘要：进入二十世纪以来，煤巷锚杆支护技术发展迅速，形成了以高强螺纹钢锚杆替代普通圆钢锚杆为标志的技术成果，并在行业内取得巨大成效。本文介绍了煤矿巷道支护理论以及锚杆支护的相关技术。最后介绍一个深井三软煤巷锚杆支护实例。关键词：巷道支护，锚杆，围岩控制我国煤矿主要是地下开采,需要在井下开掘大量巷道,保持巷道畅通和围岩稳定对煤矿建设与生产具有重要意义。随着开采深度、广度及开采强度的不断提高,巷道埋深逐年增加,地质条件日趋复杂化,高地应力巷道、强烈采动影响巷道、松软破碎围岩巷道及特大断面巷道和硐室等复杂困难条件占的比重越来越大,显著增加了巷道支护难度。煤矿
2、巷道支护经历了木支护、砌碹支护、型钢支护到锚杆支护的漫长过程。多年来国内外的实践经验表明,锚杆支护是经济、有效的支护技术与棚式支架支护相比,锚杆支护显著提高了巷道支护效果,降低了巷道支护成本,减轻了工人劳动强度。更重要的是锚杆支护大大简化了采煤工作面端头支护和超前支护工艺,保证了安全生产,为采煤工作面的快速推进和煤炭产量的大幅度提高创造了良好条件。目前,锚杆支护技术已在国内外得到普遍应用,是煤矿实现高产高效必不可少的关键技术之一。1煤矿巷道支护理论我国学者在巷道支护理论方面做了大量工作,提出多种支护理论,并在生产实践中起到积极的指导作用。以下简单介绍几种理论。(1)
3、新奥法支护理论。结合煤炭行业自身特点,对新奥法支护理论进行了较好的完善和发展,形成以下支护原则:采用光面爆破;采用早强喷射混凝土及时封闭巷道周边,实施密贴支护;采用锚喷支护,主动加固围岩,提高其自承能力,在围岩内形成承载圈;实施二次支护;对破碎围岩实施注浆加固;实施动态设计和动态施工等。(2)联合支护理论。联合支护理论认为:对于复杂困难巷道,只提高支护体刚度难以有效控制围岩变形,要先柔后刚,先让后抗,柔让适度,稳定支护。联合支护理论在困难巷道中得到比较广泛的应用,但随着围岩条件越来越差,该理论受到了挑战。有些巷道采用联合支护并不理想,需要多次维修和翻修,围岩变形一直
4、不能稳定。(3)松动圈支护理论。围岩松动圈支护理论认为:巷道开挖后一般会出现松动圈,围岩最大变形载荷是松动圈产生过程中的碎胀变形,围岩破裂过程中岩石碎胀变形是支护对象。松动圈越大,碎胀变形越大,围岩变形量越大,巷道支护也越困难。根据松动圈的大小进行了围岩分类,并提出了相应的支护形式。(4)围岩强度强化理论。侯朝炯等提出巷道锚杆支护围岩强度强化理论,认为锚杆支护可提高锚固体的力学参数,改善被锚岩体的力学性能,锚固区域岩体的峰值强度、峰后强度及残余强度均能得到强化;锚杆支护可改变围岩应力状态,增加围压,提高围岩承载能力。此外,我国学者采用弹塑性力学、流变力学、损伤力学、
5、大变形力学等理论对巷道围岩变形和破坏特征进行了分析,从不同角度研究了巷道矿压规律及围岩与支护体的相互作用。[1]2锚杆支护技术难题2.1实体煤巷厚层复合软弱淋水顶板(1)实体煤巷厚层复合软弱淋水顶板的概念:直接顶为复合顶板,顶板中含有n层软弱岩层;岩层各自厚度较大或累厚较大,超过2.4m,顶板淋水。(2)对于实体煤巷,不论是单一的厚层煤顶板,还是一般条件下的复合软弱顶板,或者是薄层复合淋水顶板煤巷,应用目前使用的一套高性能预拉力锚杆配合M型钢带和小孔径锚索(桁架)组合支护技术,完全可以解决这些难题。然而,对于实体煤巷厚层复合软弱淋水顶板,还未见成功的工程实例报道。2
6、.2综放沿空掘巷“停产扩巷”由于综放开采的巨大优势,我国煤矿大多采用这项工艺。煤炭回采率和能源可持续发展的要求,综放回采巷道要求沿空布置。许多学者对这一问题进行了研究和探索,取得了一些成果和进展,但都未取得根本性实质性突破。目前对于综放沿空掘巷,理论上最新的研究成果是中国矿业大学侯朝炯、李学华提出的综放沿空掘巷围岩稳定的大小结构理论。3高强预应力支护技术的提出20世纪80年代以前，我国只在简单条件下使用普通圆钢锚杆,杆体直径一般为14mm，16mm，18mm，材质为Q235，其屈服强度为235MPa，破断力均在10kN以下，80年代中后期开始研制高强度锚杆,目前多采
7、用材质为20Mnsil级螺纹钢作锚杆材料,杆体直径一般18mm，20mm，2mm，其屈服强度为340MPa，破断力均在100kN以上,，适用范围扩展到很多复杂条件,用于煤层巷道的煤巷锚杆支护比重迅速提高。相应地,形成了按钢材屈服强度氏大小进行的锚杆分类:δs<340MPa，为普通锚杆；340MPa<δs<600MPa,为高强锚杆；δs>600MPa，为超高强锚杆。我国煤矿目前推广应用高强锚杆，多采用人工拧紧螺母的方式安装锚杆,初始径向支护力一般低于10kN,和圆钢锚杆维持在同一水平,同属于低初锚力的支护技术。而煤巷复合顶板通常有1-2m厚的松动层(顶板煤岩互层)
