文档介绍：辽宁工程技术大学
硕士学位论文
近距离煤层群巷道锚杆支护优化设计
姓名:孙玉成
申请学位级别:硕士
专业:矿业工程
指导教师:唐又驰;刘义生
20070501
摘要钱家营矿属于近距离煤层群开采,为减少资源损失,提高回采率,一般采用小煤柱护巷。采用锚杆支护后在一定程度上提高了安全性和工作效率;但由于锚杆支护巷道遭受多次采动影响,使得巷道围岩变形严重,断面收敛率高,严重制约了矿井的高产高效建本文针对钱家营矿近距离煤层群开采和小煤柱巷道锚杆支护变形的特点,紧密结合工程实际,采用理论分析、数值模拟、和现场实践等多种技术手段,开展了受多次动压影响的小煤柱巷道锚杆支护技术研究,获得了邻近工作面开采、本工作面开采和上覆煤层工作面开采对小煤拄变形的影响规律;采用数值分析,再现了小煤柱及锚杆支护巷道的变形破坏过程,获得了小煤柱锚杆支护巷道在多次动压影响下的变形量、应力分布和破坏范围;采用悬吊理论和组合梁理论,对小煤柱锚杆支护巷道的支护形式和支护参数进行了设计,提出了小煤柱锚杆支护巷道的优化设计方案。在此基础上,选取典型巷道开展了小煤柱锚杆支护巷道的现场实践,监测结果表明,实验巷道段锚杆支护参数设计合理,布置得当,支关键词:锚杆支护、优化设计、小煤柱、煤层群、近距离设。护效果良好。
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髀课题的提出与意义开滦钱家营矿业公司是一座近距离煤层群开采、设计年生产能力为万吨的特大型矿井,年开始建设,年月建成投产,年达到设计生产能力。目前该矿井的采掘机械化程度达ィ甑脑翰钱家营矿业公司位于河北省唐山市丰南区钱家营镇,京山铁路在井田西北经过,矿井至京山铁路线唐山南站和古冶站的直线距离分别是.,有矿区支线铁路与古吕和古范线相接,生产的煤炭一般经古冶站外运;区内还有公路唐线、唐吕线通过,煤炭也可由唐钱公路经唐港高速公路至唐山港外运。井田东部以范各庄、吕家坨两矿技术边界为界,西部以号地质剖面线为界,南部以煤层露头为界,=.>锬诘匦挝3寤皆~竦牡谒南党寤愀哺牵匦纬识ū备撸鞅钡停旮呓橛..,地形坡度为%,地势平坦。由于钱家营矿业公司是近距离煤层群开采的矿井,受断层等地质构造的制约,采煤工作面的走向长度较短,为了保障采掘衔接,待采煤层的待采工作面巷道需要预先掘出,预掘的巷道不可避免的遭受近距离煤层群开采多次采动影响;同时钱家营矿业公司为了提高回采率,预掘巷道一般采用了小煤柱护巷的方式。因此,开滦钱家营矿业公司近距离煤层群开采具有下列技术难度与复杂性:嗬朊翰闳嚎2桑涸谇矣>锏拿合档夭阒校缮现料赂炒孀骸胖饕?刹擅翰悖唤瞿巡捎胍撞擅翰悴⒋妫矣捎诓慵喜忝芏却螅豪≠翰愕亩喜忝芏瓤纱酰痥佣圃剂综采设备效能的发挥。ぷ髅孀呦虺ざ冉隙蹋艿刂使乖斓挠跋欤矣?蟛擅汗ぷ髅娴走向长度一般为斐闪瞬擅荷璞赴崆ㄆ捣保仍黾恿松杀荆春隙グ逭加幸欢ū嚷剩用翰愣グ宓慕峁棺楹仙峡矗春隙グ宓已达蚨帧距较小,各煤层开采活动相互影响大。又增添了高效集约化生产难度。貉姨宓那慷冉系停谥鞑擅翰阒校禾搴投サ装逖姨宓那慷冉系停片帮和冒顶已经成了影响巷道掘进和采面生产的一个因素。辽宁工程技术大学硕士学位论文
比率可达%以上,从而给采掘工作面的顶板管理带来了相应难度。锬诖嬖谧沤洗蟮墓乖煊αΓ赜αΣ饬勘砻鳎矣>锏淖大水平应力与自重应力的比值为抟烧庵止乖煊αΧ韵锏赖奈榷ㄐ砸苍上世纪年代,钱家营矿业公司在各主采煤层中,大范围推广应用了锚杆支护技术。采用锚杆支护后,在一定程度上提高了安全性和工作效率;但由于矿井复杂的地质和工程条件,锚杆支护巷道仍然遭受多次采动影响,使得巷道围岩变形严重,断面收敛率高,不得不多次套修。有的巷道在本工作面回采时,因巷道变形严重,已不能满足运输、行人的需要,只得另选地点重新掘巷,严重制约了矿井的高产高效现代化矿井建设。因此,为了在钱家营矿井大范围推广煤巷锚杆支护技术,开展受多次动压影响的小煤柱巷道稳定性研究十分必要,⒄垢趴杆支护方法逐渐被广泛应用于水利、交通、矿山等岩土工程领域,此后锚杆支护技术得以改进和提高,锚杆支护理论也不断得到完善和发展。年,德国谢列兹矿最先将锚杆支护技术应用于地下巷道的围岩控制。世纪年代以后,锚杆支护技术发展迅速,现己成为世界主要产煤国家煤矿的主要支护形式,美国,澳大利亚因煤层赋存条件好,巷道全部采用锚杆支护,处于世界领先水平。而英、德、俄罗斯等另外一些产煤国家的锚杆支护则经历了一波三折的过程,特别是煤巷锚杆支护直到年代以后才得到陆续推广。年代以后,国外锚杆支护技术迅速发展的主要原因是矿井开采深度日速度降低,严重影响了煤炭企业的生产经营。在这种情况下,各国纷纷寻求成本低、施工简单方便、控制围岩变形效果较