全煤巷道斷面刷大開挖順序及支護方案研究.pdf

1、為了解決中小煤礦資源整合過程中所遇到工程技術(shù)方面的難題,推動煤炭工業(yè)新技術(shù)在礦井建設(shè)方面的運用,本文以山西煤炭運銷集團陜莊煤礦南回風大巷與東回風大巷斷面刷大工程為研究背景,運用彈性薄板彎曲理論、有限差分法、鉆孔窺視等理論和方法對全煤巷道圍巖結(jié)構(gòu)特征進行了較為系統(tǒng)地研究,建立了反映其基本特征的力學模型,并對其礦壓顯現(xiàn)的一般規(guī)律進行了全面分析,揭示了全煤巷道變形破壞特征的產(chǎn)生機理,分析了刷大開挖施工過程中圍巖的力學效應(yīng),為全煤巷道斷面刷大施

2、工提供合理的拆卸、開挖、支護方案。
　　 簡而言之,本文在巷道斷面刷大施工中的研究可以歸納以下幾點:
　　 (1)對全煤巷道圍巖的結(jié)構(gòu)特征及礦壓顯現(xiàn)規(guī)律進行了深入研究。
　　 (2)系統(tǒng)地分析了全煤巷道圍巖常見變形破壞特征和機理,及刷大開挖造成頂板巖層變形破壞機理。
　　 (3)對在不同傾角的煤層中開挖巷道造成的圍巖變形破壞特征進行了系統(tǒng)地研究。在水平層狀圍巖體中,圍巖頂板處巖層易發(fā)生拉斷、離層、或形成不

3、規(guī)則冒落地帶。在傾斜層狀圍巖體中,傾斜巖層在不對稱應(yīng)力作用下變形破壞,巷道一側(cè)上部拐角處最先發(fā)生破壞,破壞也最為嚴重。在急傾斜層狀圍巖巖體中,隨著巖層傾角的增加,圍巖結(jié)構(gòu)的不對稱性加強,所以圍巖的水平應(yīng)力和垂直應(yīng)力更表現(xiàn)出高度的非對稱分布,進而造成煤層沿層面滑移,造成左上角煤幫大面積破壞。
　　 (4)對金屬棚子支護及錨桿支護進行了詳細的對比分析。相比金屬棚子結(jié)構(gòu)支護,錨桿支護更適合大斷面全煤巷道支護,將松散的煤體錨固成一個穩(wěn)定

4、的整體結(jié)構(gòu),以保持全煤巷道的穩(wěn)定性。
　　 (5)依據(jù)彈性薄板彎曲理論,建立力學模型并分析計算可得理論拆卸長度公式12qa2b4＜(2h2π2a2b2+3h2π2a4+3h2π2b4)σ,再根據(jù)巷道棚子支護實際布置間距,一次拆卸木棚支護的合理長度確定在2m,采取邊拆、邊開挖、邊支護的施工方法較為符合工程進度與安全要求。
　　 (6)系統(tǒng)地分析了巷道斷面形狀選擇的影響因素及矩形、拱形兩種巷道斷面布置形式下的圍巖力學效應(yīng)。<