【摘要】：眾所周知,煤礦開(kāi)采的第一道工序是掘進(jìn),而確保高效采掘煤炭的根本原因是挖掘比例的協(xié)調(diào)。對(duì)于礦山的生產(chǎn),巖石隧道的挖掘工作量一般約占道路挖掘總量的四分之一。與煤巷相比,巖石隧道的開(kāi)挖速度通常較慢,特別是淮北礦區(qū)及全國(guó)其它各大礦區(qū)煤層開(kāi)采相繼進(jìn)入深部之后,由于地質(zhì)條件、水文條件等因素影響,再且地質(zhì)條件的復(fù)雜多變性、不穩(wěn)定性等因素使得巖巷深部大斷面較普通巖巷斷面大,上述原因?qū)е略摰貐^(qū)煤開(kāi)采的掘進(jìn)效率較其他地區(qū)低,故提高巖巷掘進(jìn)速度的重要性日顯重要。隨著經(jīng)濟(jì)技術(shù)的快速發(fā)展,同時(shí)顯著提高的是煤炭開(kāi)采技術(shù)水平,為了保證煤炭開(kāi)采在掘進(jìn)過(guò)程中技術(shù)的順利更換,唯一有效的解決方案是增強(qiáng)和改善巷道,特別是巖石巷道的掘進(jìn)速度。近年來(lái),淮北采礦區(qū)掘進(jìn)技術(shù)的更換較一般地區(qū)不僅成本高且?guī)r石巷道掘進(jìn)的速度低。由此可見(jiàn),煤礦開(kāi)采的產(chǎn)量提高與效率提高的最根本環(huán)節(jié)是巷道能否順利開(kāi)挖。對(duì)于普氏系數(shù)f8的軟巖及中硬巖,由于巖石強(qiáng)度較小,采用機(jī)械化程度較高的綜掘方式有較高的巖巷開(kāi)挖速度和開(kāi)挖效率,由于目前掘巖機(jī)型限制,綜掘速度及效率普遍很低,有時(shí)難以正常掘進(jìn)。綜掘機(jī)掘巖中的最主要工序就是支護(hù),支護(hù)占有了比較長(zhǎng)的時(shí)間在循環(huán)作業(yè)當(dāng)中,所以說(shuō)支護(hù)是影響煤礦安全開(kāi)采的最重要的原因。本文以許疃礦3238深部大斷面軟巖巷道為例,采用實(shí)驗(yàn)研究的方法對(duì)大斷面軟弱巖巷支護(hù)參數(shù)及掘進(jìn)工藝進(jìn)行研究:(1)依據(jù)位移梯度對(duì)深部軟弱圍巖巷道松動(dòng)圈厚度估算;(2)大松動(dòng)圈厚度的錨桿(索)主次壓縮拱承載機(jī)制;(3)深部巖巷錨桿(索)支護(hù)合理支護(hù)參數(shù)選擇;(4)基于變形速度衰減系數(shù)的圍巖穩(wěn)定性判別;(5)巷道錨桿(索)支護(hù)合理性評(píng)價(jià);(6)深部軟巖巷道合理施工組織安排。得出如下結(jié)論:(1)當(dāng)圍巖為泥巖地段,錨索長(zhǎng)度可以進(jìn)行適當(dāng)?shù)臏p小,由l=6300 mm到l=5000 mm。錨索的預(yù)緊力較小,錨桿的間排距較小,考慮到未來(lái)采動(dòng)的影響,原來(lái)錨索(桿)可以保持在原有的支護(hù)參數(shù)基礎(chǔ)上把錨桿分成兩次來(lái)支護(hù),其中第一次選擇的是直徑20mm、長(zhǎng)度2400 mm的高強(qiáng)度錨桿來(lái)作為支護(hù),其中錨桿的間隔距離控制在800×800mm。第二次則是在距離巷道掘進(jìn)工作面100米之后補(bǔ)打的錨桿,補(bǔ)打的錨桿打在相鄰的錨桿間,其直徑也同樣可以選擇20mm長(zhǎng)度要選擇較長(zhǎng)的3000mm的高強(qiáng)度的錨桿,之所以要在掘進(jìn)工作面100米之后進(jìn)行施工是為了能夠有效的將巷道支護(hù)的關(guān)鍵工序時(shí)間減小;(2)許疃煤礦3238底抽巷泥巖地質(zhì)條件變化段,泥巖破碎帶位置,工程實(shí)測(cè)關(guān)鍵部位巷道表面變形隨時(shí)間變化,分析得出巷道掘進(jìn)35天左右,巷道表面二次蠕變速度衰減系數(shù)B2=0.02,超出了臨界容許值B2=0.04,這個(gè)重要部位的圍巖變形有失穩(wěn)的趨勢(shì)。分析圍巖淺部錨桿錨固區(qū)、深部錨桿(索)錨固區(qū)以及錨固區(qū)外圍巖變形u(t)隨時(shí)間t變化,得出不同區(qū)段圍巖等速階段變形速度系數(shù)λ_1、λ_2、λ_3,λ_1、λ_3超過(guò)了容許臨界值。說(shuō)明圍巖淺部錨固區(qū)變形失穩(wěn),圍巖淺部錨固區(qū)失穩(wěn)是由于錨桿間排距過(guò)大造成的,應(yīng)減小錨桿間排距為600×600mm;(3)合理調(diào)整巷道支護(hù)及掘巖工藝,可以使泥巖掘進(jìn)循環(huán)進(jìn)尺增加至3000mm,月進(jìn)度可增加至(120.0~150.0)m。
【圖文】：

砂巖地段巷道斷面形狀及支護(hù)形式

圖 2-3 泥巖地段巷道斷面形狀及支護(hù)形式表 2-1 巷道一次支護(hù)參數(shù)斷面類型圍巖分類凈寬×凈高（m）錨桿的布置及種類 錨索的布置及種類間距×排距（mm）材料及規(guī)格錨固長(zhǎng)度(mm)間距×排距(mm)材料及規(guī)格(mm)錨固長(zhǎng)度(mm半圓直墻全巖 4.59×3.5800×800φ20l=2400 型高強(qiáng)錨桿10001600×1600φ17.8l =6200 的鋼絞線1500鋪網(wǎng)規(guī)格錨固劑型號(hào)螺母擰緊力矩(N·m)錨固力(KN)噴漿標(biāo)號(hào)混凝土配合比速凝劑摻入量噴厚錨索滯后離初(mm)復(fù)(mm)2.11×0.89mK2550\Z2550303 81 C20 1:2:23%～5%20～3080、100 100
【學(xué)位授予單位】：安徽建筑大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TD353;TD263

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本文編號(hào)：2634257