煤矿回采巷道围岩控制理论探讨
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收稿日期:2021-07-15作者简介:李茹俊(1982-),男,河南固始人,工程师,从事采掘管理技术工作。
doi:10.3969/j.issn.1005-2798.2021.010.018开拓煤业采空区下回采巷道围岩控制机理及技术研究李茹俊(潞安化工集团蒲县开拓煤业有限公司,山西蒲县 041200)摘 要:为保障采空区下3119工作面回采巷道围岩的稳定,基于近距离煤层采空区下回采巷道的特征,采用理论分析的方式进行巷道控制机理及控制原则的分析,基于分析结果确定支护应尽量减小顶板空顶区域面积,巷道顶板和肩部围岩控制为关键。
结合巷道地质条件,确定巷道采用工字钢棚+顶板充填+锚网的支护方案,并在支护方案实施后进行效果分析。
结果表明:3119工作面轨道回风巷采用现有支护方案后,顶板空顶区域得到有效充填,巷道掘进期间围岩变形量小,保障了围岩的稳定。
关键词:采空区;控制机理;破碎顶板;顶板充填中图分类号:TD353 文献标识码:B 文章编号:1005-2798(2021)10-0055-021 工程概况开拓煤业3119工作面井下位于31采区(井田的北部边界),东面为凤凰台煤业工业场地保安煤柱,西面为矿井主要大巷,南面为布置的3煤未开采区,北面为与凤凰台煤业的井田保安煤柱。
工作面开采3号煤层,煤层平均厚度为2.7m,平均倾角为4°,煤层中部含有1层夹矸,夹矸层厚度为0.3m,工作面上方为2号煤层采空区,2号煤层平均厚度为2.12m,3号煤层与2号煤层间岩层为砂质泥岩,岩层质软,节理裂隙发育,平均间距为0.5m,2号煤层顶板岩层为砂质泥岩和粉砂岩,目前矿井2号煤层已回采完毕(3119工作面上方2号煤层采空区封闭时间为2010年6月),3119工作面回采属于近距离煤层采空区下开采,为保障工作面回采巷道围岩的稳定,特进行回采巷道围岩变形机理及控制技术研究。
2 采空区下巷道控制机理2.1 控制机理通过对采空区下工作面巷道围岩的变形特征分析,由于2号和3号煤层间距极薄,仅为0.5m,巷道顶板0.5m 上是采空区,所以巷道变形严重。
煤矿回采巷道围岩控制理论探讨煤矿回采是煤炭资源开发的重要环节,其中巷道围岩控制是矿井安全生产的关键之一。
巷道围岩控制的理论研究对于提高矿井安全生产水平,保障矿工生命财产安全具有重要意义。
本文将围绕煤矿回采巷道围岩控制的理论进行探讨,分析其影响因素及优化方法,致力于为煤矿巷道围岩控制提供理论支撑。
一、巷道围岩控制的重要性煤矿回采巷道作为连接工作面和井下生产场地的通道,是矿井生产的重要组成部分。
良好的围岩控制对于保障巷道的稳定和安全具有重要意义。
良好的围岩控制可以有效地防止巷道的塌方、冒顶等事故的发生,保障矿工的生命安全。
围岩控制的好坏将影响矿井的生产效率和生产成本,良好的围岩控制可以减少巷道支护的投入,提高矿井的开采效率和降低生产成本。
煤矿回采巷道围岩控制的理论研究对煤矿生产具有重要的意义。
二、影响巷道围岩稳定的因素1. 地质条件地质条件是影响巷道围岩稳定的重要因素之一。
地质构造、断层、岩体性质、节理裂隙等地质因素将直接影响巷道围岩的稳定性。
在煤矿回采过程中,各种地质因素对巷道围岩的稳定性产生着不可忽视的影响。
2. 工程因素巷道的开挖和支护方式、支护材料的选用、支护质量等工程因素也是影响围岩稳定的主要因素之一。
在巷道开挖过程中,如果选用了不适合的支护方式和支护材料,或者支护材料质量不过关,都将对围岩的稳定性产生负面影响。
3. 动力因素动力因素包括地压、冲击载荷等外力作用。
在煤矿回采过程中,地压是最主要的一个外力作用,地压大小和分布将直接影响巷道围岩的稳定性。
回采工作面上的冲击载荷也会对围岩稳定性产生影响。
地质条件、工程因素和动力因素是影响巷道围岩稳定的主要因素。
只有充分理解这些因素,才能制定出有效的围岩控制策略。
1. 合理选取掘进方式和工作面布局在巷道的掘进方式和工作面布局上,应尽量避免对围岩的破坏,并选择合适的支护方式。
对于薄煤层、薄煤柱等情况,可以采用掌子法等掘进方式,以减小围岩的破坏。
合理的工作面布局也可以有效控制围岩的破坏。
巷道围岩控制原理降低巷道围岩应力,提高围岩稳定性以及合理选择支护是巷道围岩控制的基本途径。
一、巷道围岩压力及影响因素1.围岩压力为了防止围岩变形和破坏,需要对围岩支护。
这种围岩变形受阻而作用在支护结构物上的挤压力或塌落岩石的重力,统称为围岩压力。
根据围岩压力的成因,可分为以下四种类型:(1)松动围岩压力由于巷道开挖而松动或塌落的岩体,以重力的形式直接作用于支架结构物上的压力,表现为松动围岩压力载荷形式。
(2)变形围岩压力支护能控制围岩变形的发展时,围岩位移挤压支架而产生的压力,称为变形围岩压力简称变形压力。
(3)膨胀围岩压力围岩膨胀、崩解体积增大而施加支护上的压力,称为膨胀压力。
膨胀压力与变形压力的基本区别在于它是由吸水膨胀而引起。
(4)冲击和撞击围岩压力冲击和撞击围岩压力包括两部分内容,即围岩积累了大量弹性变形能之后,突然释放出来所产生的压力以及回采工作面上覆岩层剧烈运动时对巷道支护体所产生的压力。
2.影响围岩压力的主要因素影响围岩压力的因素基本上可分为开采技术因素和地质因素两大类。
开采技术因素中,影响最大的是回采工作状况,即巷道与回采工作面相对空间、时间关系。
地质因素主要有:原岩应力状态、围岩力学性质、岩体结构、岩石的组成和胶结状态、围岩中水分的补给状况等。
二、巷道围岩控制原理和方法1.巷道围岩控制原理降低围岩应力,增加围岩强度,改善围岩受力条件和赋存环境,有效地控制围岩的变形、破坏。
2.巷道布置从巷道围岩控制的角度出发,布置巷道时应重视下列问题:①在时间和空间上尽量避开采掘活动的影响,最好将巷道布置在煤层开采后所形成的应力降低区域内。
②如果不能避开回采引起的支承压力的影响,应尽量避免支承压力叠加的强烈作用,或者尽量缩短支承压力影响时间,例如跨越巷道开采,避免在遗留煤柱下方布置巷道等。
③在采矿系统允许的距离范围内,选择稳定的岩层或煤层布置巷道,尽量避免水与松软膨胀岩层直接接触。
④巷道通过地质构造带时,巷道轴向应尽量垂直断层构造带或向、背斜构造。
煤矿回采巷道围岩控制理论探讨煤矿回采巷道围岩控制一直是煤矿生产中的重要问题,围岩控制的好坏直接影响到矿井的安全生产和资源开采率。
对煤矿回采巷道围岩控制进行理论探讨,对于提升煤矿生产效率和保障矿工安全具有重要意义。
煤矿回采巷道围岩控制的理论基础主要包括地质力学、岩土力学、岩石力学等学科的理论知识。
在煤矿回采过程中,巷道围岩受到来自煤岩体压力、地表荷载以及矿井内部巷道开挖等多方面的作用,因此围岩控制的理论研究需要充分考虑这些因素的影响。
地质构造对煤矿回采巷道围岩控制有着重要影响。
煤矿所处的地质构造不同,对巷道围岩的稳定性有着不同的影响。
在断层地带,围岩受到应力作用较大,需要采取相应的加固措施;而在平稳的地质构造中,围岩受到应力相对较小,围岩控制的难度相对较小。
在巷道开挖过程中,巷道围岩受到了应力的释放和变形,这也是围岩控制的重要影响因素。
在巷道开挖后,围岩受到了新的应力分布,需要及时进行支护加固,以保证巷道的安全性。
地表荷载也会对巷道围岩产生相应的影响。
特别是在煤矿附近有建筑物或者交通道路等情况下,地表荷载对巷道围岩的稳定性产生极大的影响,需要进行合理的勘察和支护设计。
针对以上影响因素,煤矿回采巷道围岩的控制理论需要综合考虑地质构造、巷道开挖过程、地表荷载以及围岩力学性质等多方面因素,制定出合理的围岩控制方案,以保障矿井的安全生产。
在煤矿回采巷道围岩控制方案中,常用的控制措施包括支护加固、注浆灌浆、预应力锚杆等。
支护加固是最常用的围岩控制手段,主要有钢架支护、锚索支护、喷网支护等形式。
注浆灌浆可以填充空隙,提高巷道围岩的整体稳定性;预应力锚杆则可以通过对围岩施加一定的预压,提高围岩的抗拉强度。
而在煤矿回采巷道围岩控制方案的制定过程中,需要综合考虑煤层厚度、倾角、断层分布、围岩岩性、应力分布等多方面因素,以保证控制方案的有效性。
近年来,随着科技的发展和理论的深入研究,一些新的围岩控制技术也开始应用于煤矿回采中。
煤矿回采巷道围岩控制理论探讨煤矿回采巷道围岩控制是煤矿安全生产中的一个重要环节,巷道围岩体的控制质量直接影响矿山安全与经济效益。
本文主要探讨煤矿回采巷道围岩控制中的一些理论问题,并提出相关解决措施。
一、围岩控制理论问题1.巷道形状与围岩控制巷道形状直接影响到围岩体的稳定性和控制。
巷道形状分为圆形和方形两种,圆形巷道构造相对简单,围岩应力分布均匀,易于围岩控制;方形巷道则需要在巷道四周架设支架进行围岩控制,但支架数量较多,施工难度较大。
2.巷道围岩应力分布围岩应力分布对围岩控制非常重要。
巷道回采之后,围岩应力分布发生变化,应力集中作用在巷道两侧的围岩上,对巷道的稳定性及围岩控制造成影响。
因此,应采取科学合理的围岩控制方案,降低巷道两侧围岩应力的集中程度,增加巷道的稳定性。
3.动力灾害控制煤矿回采巷道围岩控制过程中,存在着一定的动力灾害风险。
动力灾害是指巷道振动或巷道围岩破碎引发的灾害,包括冲击和剥落等。
针对这些灾害风险,应采取措施,如巷道支护加固、设置防碎屏障等。
二、控制措施1.合理巷型设计合理的巷道形状对围岩控制非常重要。
应根据煤矿不同区域的围岩条件、地形地貌、矿层赋存条件等因素设计出合理的巷道形状。
2.巷道支护加固加强巷道支护工作,提高支架的质量和稳定性。
支架的安装位置应在应力分散的区域,可以采用部分矩型支护或局部加强支护。
3.卸压减应力采取卸压措施,减小围岩应力集中程度。
卸压的具体方法可以采用放顶煮接等。
4.瓦斯抽采采用瓦斯抽采的方法,可以减少瓦斯危险性,并且降低了围岩的应力,对围岩控制有一定的作用。
5.组合支护运用多种围岩控制技术组合使用,如矩型支护和锚杆支护、锚杆支护和卸压等,可以提高围岩控制的质量。
结论煤矿回采巷道围岩控制是煤矿安全生产的重要环节。
在巷道围岩控制的过程中,应充分考虑巷道形状、巷道围岩应力分布和动力灾害等因素,制定合理的围岩控制措施。
同时,通过巷道支护加固、卸压减应力、瓦斯抽采、组合支护等一系列技术手段提高围岩控制的质量,从而实现煤矿安全生产的目标。
早在20世纪,国外学者就针对工作面回采巷道稳定性提出了相应的控制措施并提出了相关理论。
但近年来伴随着大采高大断面工作面的发展,大断面回采巷道也得到快速发展,加上煤矿开采的地质条件越来越复杂,比如煤层松软,断层、裂隙、节理、褶曲等现象,结合生产实践发现:由于煤层松软、围岩条件差导致工作面推进速度较慢,巷道底板和巷帮鼓出严重,导致回采期间不断起底开帮,给井下工作人员的安全带来了一系列消极的影响,严重的影响了矿井的经济效益。
因此,研究大断面回采巷道围岩破坏机理及控制研究,不仅能科学合理地指导相近地质条件下的煤矿开采,同时还能够丰富和完善巷道围岩破坏支护理论。
1 回采巷道破坏特征目前针对特厚煤层,普遍采用大采高工作面开采。
由于巷道高度大。
断面大、围岩强度低、节理发育、较破碎,且受到断层、破碎带的影响,在其掘进和工作面回采过程中变形严重。
对其破坏特征进行分析,发现巷道破坏形式主要有冒顶、顶板下沉、帮臌、底臌等,其中底臌和帮臌现象尤为明显。
大量实测资料表明,工作面回采巷道顶板在及时支护的情况下,整体表现较好,但在遇到地址构造带以及回采工作面附近容易发生冒顶和较大的下沉。
煤壁片帮是巷道常见破坏形式,由于巷道断面较大,其两帮的破坏受回采工作面的推近影响较大。
主要表现为顶角及底角臌出、中部臌出、中底部臌出等三种形式。
通过现场实测发现,工作面回采巷道底臌多发生在工作面超前支承压力范围内,且距工作面煤壁越近,底臌量越大。
2 巷道围岩变形破坏机理2.1两帮破坏机理两帮变形的特征主要为两帮煤体向巷道中心挤出,部分地段有片帮现象。
一般根据松动圈理论认为,两帮变形是由巷道煤体弹塑性变形和松动变形共同作用的结果。
回采巷道两帮煤体变形过程中,往往受到煤体内软弱夹层的影响具有了塑性,由塑性引起的变形往往又称为弹塑性变形。
研究发现,一般弹塑性变形量较小,工程实践中一般不予考虑。
松动变形是指两帮煤体在松动区范围内变成破碎的煤块产生相对运动而引起的变形。
大采高小煤柱回采巷道围岩控制机理研究目前,虽然对大采高小煤柱回采巷道围岩的稳定及控制技术进行了大量的研究,但不同矿井的工程地质条件相差甚大,一些研究结论并不是适合所有矿井。
本文通过理论分析大采高小煤柱回采巷道的围岩破坏机理和锚杆支护理论,研究了锚杆支护与巷道围岩的相互作用关系,得出巷道围岩控制机理和保持巷道围岩稳定的关键技术。
标签:大采高;回采巷道;围岩控制1 围岩破坏机理目前,在大采高小煤柱回采巷道围岩变形破坏特征方面主要有以下四个方面的研究结论:①小煤柱回采巷道要经受上下区段多次工作面采动的影响,因此回采巷道的围岩变形量将会比较大,并且同回采巷道的顶底板移近量相比,回采巷道的两帮移近量要大得多;②小煤柱回采巷道在靠近采空区一侧巷帮的变形量在回采巷道掘进期间要大于回采巷道在实体煤一侧的变形量;而在本区段回采工作面的推进过程中的规律同回采巷道掘进期间这一规律恰好相反;③因小煤柱回采巷道要经受多次工作面采动的影响,小煤柱回采巷道的矿压将会呈现出周期性变化的特点;④小煤柱回采巷道因受多次工作面采动的影响将会变得十分松散破碎,导致巷道围岩的受力状况十分复杂并出现应力分布不均匀的情况,进而造成巷道围岩承载能力比较差并且巷道维护十分困难[1]。
2 锚杆支护机理锚杆支护将锚杆杆体与一定范围内的巷道围岩锚固在一起形成承载能力更强的锚固体。
目前,有以下五种比较成熟的锚杆支护理论[2]:2.1 悬吊理论巷道围岩应力在巷道开掘后重新分布,一些强度较低的直接顶岩层将会随之发生松动和下沉,或者自身裂隙比较发育的岩层将会在巷道开挖失去支承后成为危险块体。
将锚杆在直接顶与老顶发生离层之前通过锚固力锚入顶板钻孔中,具有抗拉和抗剪特性的锚杆杆体将锚固范围内的不稳定岩层或危险岩体悬吊于其上方的稳定岩体中,起到一定的悬吊作用,从而达到维持巷道围岩稳定性的目的。
图1 锚杆悬吊作用示意图2.2 组合梁理论如果巷道上方强度较低的松软直接顶岩层厚度较大时,锚杆支护将不能通过锚杆端头的锚固作用直接将不稳定岩层或危险岩体悬吊于其上方的稳定岩体中,此时锚杆对巷道顶板的控制作用主要表现在两个方面:2.2.1 锚杆通过其端头和托盘施加挤压力于不稳定岩层上,达到增大锚杆支护范围内巷道上覆岩层间的摩擦系数,阻止直接顶不稳定岩层之间发生离层。
煤矿回采巷道围岩控制理论探讨煤矿回采巷道围岩控制是煤矿开采过程中重要的一环,其稳定性直接关系到矿工的安全和煤矿的生产效益。
本文将探讨煤矿回采巷道围岩控制的相关理论。
煤矿回采巷道的围岩主要由煤岩和岩层组成,在采掘过程中容易发生围岩移动、塌落等现象。
围岩控制是指采用相应的工程措施,以增强围岩的稳定性,减少岩层的破碎和塌落。
围岩控制的理论主要包括围岩力学理论和围岩稳定性分析理论。
围岩力学理论是围岩控制的理论基础,它研究围岩的力学性质,以及力学规律对围岩的影响。
围岩力学参数的确定是进行围岩力学分析的关键。
常用的围岩力学参数有围岩的弹性模量、泊松比、强度等。
围岩力学理论可以通过实验和数值模拟来进行研究。
实验研究是通过对围岩样本进行力学试验,分析其受力性质和破坏机理。
数值模拟是通过计算机仿真,模拟围岩受力过程,预测围岩的变形和破坏情况。
围岩稳定性分析理论是通过分析围岩受力状态和破坏机理,来评价围岩的稳定性。
常用的围岩稳定性分析方法有力学分析法、解析法和数值分析法等。
解析法是通过建立围岩受力模型,求解其应力和变形的解析解,进而预测围岩的稳定性。
数值分析法是通过将围岩划分为离散的单元,建立数学模型,利用计算机进行数值计算,模拟围岩的受力过程和变形情况,预测围岩的稳定性。
围岩控制的方法主要包括加强支护和减控采动。
加强支护是采用钢架或混凝土等材料对围岩进行加固,增加其稳定性。
减控采动是通过减小工作面的采动范围,控制围岩的受力范围,降低围岩的应力和变形。
煤矿回采巷道围岩控制是一个复杂的工程问题,需要综合运用围岩力学理论和围岩稳定性分析理论,并采用合适的工程措施,以确保矿工的安全和煤矿的生产效益。
煤矿回采巷道围岩控制理论探讨煤矿回采巷道围岩控制是煤炭开采过程中极为重要的一环,对于确保生产安全、优化矿井效益、提高矿井开采率等方面都具有关键意义。
针对不同地质条件和采煤工艺,需要选取合适的围岩控制技术,通过对巷道支护、瓦斯抽采和排水等方面进行综合治理,以达到保障煤矿生产安全和稳定的目的。
目前,普遍采用的煤矿巷道围岩支护方法主要包括杆锚杆支护、加强板支护、锚喷支护等。
其中,锚喷混凝土支护得到广泛应用,其优点在于支护结构强度高、固结效果好、施工效率高、施工过程快、适应性强等特点。
在实际应用中,应根据地质条件和支护要求选择合适的混凝土强度等级、锚杆间距、锚杆长度、槽板宽度等参数。
对于不同地质条件下的围岩性质特点,其固结性能也有所不同。
在其断裂面上将混凝土喷剂施加一定的强度,以增加锚喷混凝土支撑结构的稳定性,从而延长其使用寿命。
锚杆支护也是一种常用的煤矿巷道围岩支护方法。
锚杆的长度、直径、锚杆长度、锚头大小等参数需要根据围岩的硬度、稳定性等因素进行选择,以确保支护结构安全可靠。
在锚杆施工过程中,还需注意控制锚杆的施工质量,合理设置锚杆的布局及加固方案等。
在使用加强板支护时,需要选择合适的增强材料,采用合理的埋设方法和加固方案。
加强板支护的优点在于施工方便、支护效果好、适应性强等。
煤矿巷道围岩支护技术的应用需要在建立合理的理论基础上,根据实际工程需要进行不断改进和完善。
当前,关于煤矿巷道围岩控制的理论研究主要包括围岩应力分布规律、围岩强度、变形特性、断裂机理以及支护结构的优化设计等方面。
其中,围岩应力分布规律是煤矿围岩控制的核心问题之一。
煤炭开采过程中,巷道挖掘后,围岩往往出现塑性变形,导致应力迁移,从而引发地质灾害。
围岩应力分布规律的研究,可以为煤矿围岩控制提供科学依据和方向。
围岩强度是控制巷道围岩稳定的重要因素。
围岩强度直接影响控制巷道变形和破坏的能力。
因此,在巷道建设前,需要对围岩的强度进行预测和评估,以确定巷道支护方案。
《大采高回采巷道围岩控制技术研究》篇一一、引言随着煤炭资源的不断开采,大采高回采巷道在矿山生产中扮演着越来越重要的角色。
然而,由于地质条件复杂、采矿环境恶劣等因素的影响,大采高回采巷道的围岩控制问题一直是矿山安全生产中的难点和重点。
因此,研究大采高回采巷道围岩控制技术,对于保障矿山生产安全、提高生产效率具有重要意义。
二、大采高回采巷道围岩特点大采高回采巷道的围岩特点主要表现为高地应力、高强度岩体和复杂地质条件等。
高地应力导致围岩变形大,易发生破坏;高强度岩体使得支护难度大,需要采用更强的支护措施;而复杂地质条件则增加了围岩的不确定性和风险性。
这些特点使得大采高回采巷道的围岩控制成为矿山安全生产中的关键问题。
三、围岩控制技术研究现状目前,国内外学者针对大采高回采巷道围岩控制技术进行了大量研究。
研究主要集中在以下几个方面:一是支护技术的研究,包括支护材料的研发、支护结构的优化等;二是围岩稳定性分析方法的研究,包括数值模拟、现场试验等;三是围岩与支护的相互作用机制研究,以更好地指导现场实践。
虽然取得了一定的研究成果,但仍存在一些问题需要进一步解决。
四、围岩控制技术的研究方法针对大采高回采巷道围岩控制技术的研究,主要采用以下方法:1. 理论分析:通过岩石力学理论、弹塑性力学理论等,对围岩的应力分布、变形规律等进行理论分析,为支护设计提供依据。
2. 数值模拟:采用有限元、离散元等方法,对大采高回采巷道的围岩变形、破坏过程进行数值模拟,预测围岩的稳定性。
3. 现场试验:通过在矿山现场进行试验,验证理论分析和数值模拟的可靠性,同时为支护设计提供实践经验。
五、围岩控制技术的实践应用在大采高回采巷道围岩控制技术的实践应用中,需要综合考虑地质条件、采矿环境、支护材料等因素。
目前,常用的支护技术包括锚杆支护、锚网支护、U型钢支护等。
其中,锚杆支护是一种常用的支护方式,通过在围岩内部设置锚杆,提高围岩的承载能力。
同时,还需要根据实际情况选择合适的支护材料和结构,以确保支护效果和安全性。
煤矿回采巷道围岩控制理论探讨随着煤矿开采深度的不断加深和煤矿采空区规模的不断扩大,煤矿回采巷道围岩控制成为了煤矿安全生产中的重要环节。
煤矿回采巷道围岩控制理论的研究对煤矿生产的安全和高效具有重要意义。
本文将从煤矿回采巷道围岩控制的现状和存在的问题出发,探讨煤矿回采巷道围岩控制理论,并提出相应的解决方法。
一、煤矿回采巷道围岩控制的现状1. 困难和挑战在煤矿回采过程中,围岩控制一直是矿工们面临的主要难题。
随着开采深度的增加和采煤压力的增大,围岩的稳定性受到了严重影响,导致了巷道围岩的松动、塌落等现象,给矿工的安全带来了严重威胁。
巷道围岩的不稳定也使得煤矿生产的效率大大降低,增加了生产成本。
2. 存在的问题矿井巷道围岩控制存在很多问题,主要表现在以下几个方面:(1)围岩变形现象严重,塌方、冒顶等事故频发;(2)巷道围岩控制技术不够成熟,缺乏有效的围岩支护方法;(3)围岩支护材料和设备落后,无法满足矿井深部回采和高效生产的需求;(4)围岩控制理论研究不够深入,缺乏对围岩力学特性和变形规律的系统分析。
以上种种问题使得煤矿回采巷道围岩控制成为了煤矿安全生产的瓶颈,迫切需要加强相关理论研究和技术创新。
1. 巷道围岩力学特性研究围岩力学特性研究是围岩控制理论的基础,只有深入了解围岩的力学性质和变形规律,才能有效的进行围岩控制。
煤矿巷道围岩的力学性质主要包括岩石的强度、变形模量、压缩性、剪切强度等参数。
通过对围岩力学性质的研究,可以为制定围岩支护方案和采取相应的围岩控制措施提供理论基础。
2. 围岩控制理论研究围岩控制理论是对煤矿回采巷道围岩控制的原理和方法进行系统总结和概括。
围岩控制理论的研究应包括如下内容:(1)围岩支护原理围岩支护原理是指在不同地质条件和围岩稳定性状况下采用不同的支护方式和措施。
煤矿回采巷道围岩支护原理的研究,可以为不同地质情况下的围岩控制提供依据和指导。
(2)围岩控制方法围岩控制方法包括预测和评价围岩稳定性、选择合适的围岩支护方式和支护材料等。
煤矿回采巷道围岩控制理论探讨1. 引言1.1 研究目的煤矿回采巷道围岩控制是煤矿开采中的重要问题,直接关系到煤矿生产的安全和效益。
本文旨在探讨煤矿回采巷道围岩控制的理论,从而为煤矿生产提供理论参考和技术支持。
1. 分析煤矿回采巷道围岩的特点,深入了解围岩的物理特性和力学性质,为有效控制围岩提供依据;2. 简要介绍围岩控制理论,探讨目前常用的围岩控制方法,总结其优缺点;3. 分析目前在煤矿回采巷道围岩控制方面存在的问题,探讨解决围岩控制难题的技术手段;4. 评估不同围岩控制技术的效果,探讨其在实际应用中的可行性和效益。
通过对研究目的的探讨,希望能够全面了解煤矿回采巷道围岩控制的现状、问题和挑战,为提高煤矿生产效率和保障矿工安全提供科学依据和技术支持。
1.2 研究意义煤矿回采巷道围岩控制理论的研究意义在于提高煤矿生产效率和安全生产水平,减少矿井事故的发生,保障矿工的人身安全和矿井设备的正常运转。
煤矿巷道围岩是指矿井开采过程中所形成的围岩结构,其稳定性直接影响到矿井的安全生产。
通过研究围岩控制理论,可以更好地了解煤矿回采巷道围岩的特点,探讨有效的围岩控制方法,解决目前存在的问题并评估不同技术手段的控制效果。
深入研究煤矿回采巷道围岩控制理论具有重要的现实意义和实践价值,对于提高煤矿生产效率和保障矿工安全具有积极的推动作用。
【研究意义】2. 正文2.1 煤矿回采巷道围岩的特点分析煤矿回采巷道的围岩主要受到地质构造、岩性、应力状态等多方面因素的影响,其特点主要表现在以下几个方面:1. 围岩岩性复杂多样:煤矿回采巷道所处地层中存在多种岩性,包括煤层、砾岩、泥岩、砂岩等,围岩的物理力学性质各异,导致围岩稳定性差异较大。
2. 地质构造影响显著:煤矿回采区域地质构造复杂,存在断层、褶皱等构造变形,构造面的存在对围岩稳定性造成影响,易发生顶板塌方等灾害。
3. 应力状态复杂变化:煤矿回采作业导致巷道围岩应力状态发生变化,采空区域应力分布不均匀,易造成围岩破坏。
《大采高回采巷道围岩控制技术研究》篇一一、引言随着煤炭资源的不断开采,大采高回采巷道在煤炭工业中的应用越来越广泛。
然而,大采高回采巷道的开采过程中,围岩控制技术成为了重要的研究课题。
围岩的稳定性对于保障煤矿生产安全、提高资源回收率具有十分重要的意义。
因此,对大采高回采巷道围岩控制技术进行研究,具有十分迫切和重要的现实意义。
二、大采高回采巷道的特点大采高回采巷道是指采用大采高、大断面、高强度支护的回采巷道。
其特点主要表现在以下几个方面:1. 采高和断面大:大采高回采巷道的采高和断面相对于传统巷道要大得多,使得围岩控制更加困难。
2. 支护强度高:为保证巷道的稳定性,需要采用高强度的支护措施。
3. 地质条件复杂:大采高回采巷道通常处于地质条件复杂的地区,如断层、褶皱、煤层变薄等地区。
三、围岩控制技术的研究现状目前,针对大采高回采巷道围岩控制技术的研究已经取得了一定的成果。
主要包括以下几个方面:1. 支护理论的研究:研究人员通过理论分析和数值模拟等方法,研究了支护结构的受力特性,为支护设计提供了理论依据。
2. 支护材料和工艺的研究:研究人员不断探索新的支护材料和工艺,如锚杆、锚索、注浆等,以提高支护效果。
3. 监测技术的应用:通过地质雷达、声波探测等监测技术,实时监测围岩的变形和应力分布情况,为支护设计提供依据。
四、围岩控制技术的关键问题及解决方案在大采高回采巷道围岩控制技术的研究中,存在一些关键问题需要解决。
主要包括以下几个方面:1. 支护结构的优化设计:针对大采高回采巷道的特殊性,需要优化支护结构的设计,以提高支护效果。
可以通过理论分析和数值模拟等方法,研究支护结构的受力特性和变形规律,从而确定合理的支护参数。
2. 支护材料的改进:现有的支护材料虽然已经能够满足一定的需求,但仍存在一些不足之处。
因此,需要不断探索新的支护材料,以提高支护效果和耐久性。
3. 监测技术的提升:监测技术对于围岩控制至关重要。
巷道围岩控制技术的分析研究摘要:随着煤炭能源需求量的增加,煤矿开采深度和频率也在增多。
其中,锚杆支护技术在我国中浅部煤层对称断面巷道的支护中广泛应用并取得了良好的围岩控制效果。
但矿井进入深部开采后围岩应力环境复杂,同时大倾角煤层回采巷道常采用斜梯形等非对称断面,非对称巷道断面的围岩结构使得其承载状态异于普通浅部煤层对称断面的巷道,传统的锚杆支护难以取得理想的围岩控制效果,巷道掘成后易发生显著变形及整体结构失稳。
因此,需研究并提出巷道围岩变形控制技术,控制巷道掘成后的变形量以保证正常使用,有诸多学者曾对此进行了研究并取得了丰富的理论和现场实践效果。
关键词:巷道;围岩;控制技术引言在煤矿开采中,煤巷锚杆支护技术一直都是维护围岩稳定性的关键所在,也是实现煤矿高效安全开采的强有力保障,且其还具有支护成本低的优势,能够显著改善井下作业环境,还可提高矿井的经济效益。
锚杆支护机理有悬吊理论、组合梁理论、减跨理论、组合拱理论、预应力支护理论、围岩强度机理以及围岩松动圈理论,这些理论的研究为锚杆支护技术提供了很好的突破口,推动着锚杆支护技术不断走向完善。
目前,在巷道围岩控制中,多采用联合支护形式,该技术的支护体具有整体性,锚索预应力范围大,且适量的变形还有益于对围岩的控制,其内部压力在开采中可得到释放,给巷道两帮及顶底板留有变化余地,进而保证围岩能够在可控的范围内产生变形。
所以,随着巷道围岩控制技术地不断深入研究,以锚杆支护为主体的锚网索联合支护技术在巷道围岩中得到了很好的应用。
1巷道围岩锚固机理1)锚注加固机理分析。
锚注支护技术结合注浆加固和锚喷支护的优势,首先利用中空锚杆进行围岩注浆,填充内部裂隙,提高围岩整体的完整性,然后进行挂网喷射混凝土,实现对巷道变形的有效控制,提高巷道围岩的稳定性。
通过锚注支护,可以有效改善锚固围岩的力学性能,增强围岩峰后残余强度,提升巷道稳定性,较单纯进行注浆支护或单纯进行锚杆主动支护效果要好。
【高中地理】大采高回采巷道特点和围岩控制策略探析煤炭是工业的粮食,是我国现阶段工业的主要能量来源,我国经济发展对其具有强大的依赖性。
我国幅员辽阔,煤炭资源储存量丰富,对其主要运用的是大采高综采模式,但由于其采高较高,煤层和围岩会对巷道产生挤压,存在较大安全隐患,所以要运用有效措施对巷道围岩进行控制。
1.大采高回采巷道特点巷道周围的小结构和大结构起着重要作用,小结构是指锚杆与围岩组成的锚固体,以及在巷道四周的锚杆组合支护;大结构是巷道周围的围岩结构,主要包括直接顶、基本顶、顶煤等。
巷道周围的小结构和大结构的稳定性直接决定了回采巷道的稳定性。
在煤炭开采中,巷道的小结构受大采高回采巷道高度和断面的影响,会发生变化,同时巷道的大结构受覆岩层冒落高度、裂隙带高度、工作面超前支撑压力等影响,也发生了相应变化,所以大采高回采巷道具有特殊性,具有其自身的特点。
主要表现在:第一,服务年限短。
它一般的有效使用期在2年之内,随着本段工作的结束而报废,对其没有过高的支护要求。
第二,巷道断面大、不规则。
大采高工作面煤层厚度较大,巷道的挖掘大多沿每层顶底板进行,并布置在煤层当中,这就造成了巷道的断面大、成型不规则,对其的支护工作比较困难,受到煤层的挤压之后会造成严重的变形。
第三,巷道维护要求低。
从工程角度来看,只要破坏失稳的问题没有在巷道围岩中发生,并且正常生产没有受到巷道断面的影响,便允许巷道有较大的变形量,对它没有较高的维护要求。
第四,支承压力峰值达、影响范围大。
采高大是大采高工作面的重要特点,这个特点直接增大了工作面顶板的活动空间、加大了基本顶悬臂梁结构的弯距,导致工作面超前支承压力和侧向支承压力的峰值增大,造成了大范围的影响。
第五,结构及力学状态处于动态变化之中。
随着巷道的不断掘进和工作面的回采,导致巷道的结构和受力不断发生变化。
2围岩控制的具体策略煤炭挖掘中,围岩对巷道安全性具有重要影响,我们在工作中要做好对围岩的控制,具体控制措施主要有以下几个方面:2.1支护围岩对围岩做好支护可有效保障巷道的稳定性,煤炭挖掘中的巷道工作是一项复杂工程,其力学性能、载荷大小、结构特征等具有很大的不确定性,这就要求必须做好围岩的支护工作。
煤矿回采巷道围岩控制理论探讨
煤矿回采巷道围岩控制是煤矿开采过程中的一个重要环节,对于保障矿区生产安全和
提高经济效益具有不可替代的作用。
围岩的稳定性直接关系到巷道的通行情况,同时也会
对矿井的通风、放煤等工作带来影响。
为了保障煤矿生产的持续性和稳定性,研究围岩控
制理论具有重要意义。
一、围岩控制的意义
煤矿回采巷道围岩控制其实是对围岩进行相应的加固或稳固处理,以保证巷道的稳定
性和安全性,确保巷道通畅,同时减少因围岩控制不当导致的地面塌陷等不良后果的发生。
围岩控制不仅有利于提高开采效率,减少废弃矿山面积和资源浪费,还有助于减少煤
矿事故的发生率,提高生产安全、保护环境等方面。
二、围岩控制方法
1、固结法。
固结法是通过施加压力将周围的围岩变形固结为一个整体来控制巷道变
形及失稳等效应,以确保围岩稳定。
2、支护法。
支护法是通过在巷道侧面、顶部安装支架,使之与岩壁结构融为一体,
组成一个全新的稳定体系,防止巷道塌陷和支架变形。
3、钢筋网加固法。
钢筋网加固法是通过在巷道侧面、顶部固定钢筋网,使之和岩体
结构紧密结合,形成一个稳定的结构。
该方法的量较小、质量稳定,适用于空间较小而围
岩较脆弱的部位。
4、注浆法。
注浆法是通过注浆剂将巷道周围的围岩周围实现密封固结,以提高巷道
的强度和稳定性。
1、预测技术。
预测围岩变形的技术可以为围岩控制提供有效的数据支持,帮助工程
师进行精细化的控制。
2、模拟技术。
模拟技术是通过对巷道的工程建模和模拟,得出围岩变形情况,从而
提供围岩控制的参考方案。
3、现代控制技术。
现代控制技术是指应用数字化、计算化、信息化技术实现围岩控制,如激光测距、计算机控制等。
四、围岩控制中存在的问题
目前,煤矿回采巷道围岩控制技术虽然已经取得一定进展,但与国外水平相比仍有不
小差距。
在实际生产工作中,围岩控制所存在的问题主要如下:
1、缺乏科学理论研究。
目前研究围岩控制的理论还比较泛泛,对于巷道围岩的力学性质、弹性应变关系及其变化规律等方面缺乏全面深入的探讨。
2、缺乏现代化设备。
现有的大多数围岩控制设备在技术上还相对较为落后,无法满足矿井复杂环境下的实际需要。
3、人员技术水平参差不齐。
由于目前相关专业的专业学科教育尚不健全,技术人员对围岩控制的技术水平差异较大,从而可能导致巷道围岩控制效果参差不齐。
综上所述,人们必须不断加大计算机技术、数值模拟技术等的研究和应用力度,提高围岩控制技术等方面,为生产洞、通风洞等的开采和施工提供更加稳定的技术保障。