软岩回采巷道支护设计

软岩回采巷道支护设计

　　1 软岩巷道的特征
　　软岩巷道最明显的特征是地压显现比较剧烈，巷道维护困难，主要表现在围岩的自稳时间短、来压快、围岩变形量大、速度快、持续时间长、四周来压、底鼓明显、遇水膨胀、变形加剧，可以用4个字来概括：松、散、软、弱。
　　2 松软岩巷道支护原理
　　软岩层巷道支护的着眼点应放在充分利用和发挥自承能力上。支护原理是：根据岩层不同属性，不同地压来源，从分析地压活动基本规律入手，运用信息化设计方法，使支护体系和施工工艺过程不断适应围岩变形的活动状态，以达到控制围岩变形、维护巷道稳定的目的。具体的说，有以下几个方面：
　　1）必须改变传统的单纯提高支护刚度的思想，支护结构及强度应与加固围岩、提高围岩自承能力相结合，与围岩变形及强度相匹配，实践证明，单纯提高支护刚度的做法是难以奏效的；
　　2）必须采取卸压、加固与支护相结合的方法，统筹考虑、合理安排，对高应力区，要卸得充分，对大变形区，要让得适度，对松散破碎区，要注意整体加固，对巷道围岩整体要支护住；
　　3）进行围岩变形量测量，准确地掌握围岩变形的活动状态，根据测量结果进行反馈，以确定二次支护结构的参数，确定补强时间，再次支护时间和封底时间；
　　4）肃立综合治理、联合支护、长期监控的支护思想体系。
　　3 松软岩巷道支护原则
　　早期的支护理论沿用地面结构工程原理设计支护参数，围岩是支护的对象，支护只是人工构筑的承载工具而已。然而，现在岩石力学揭示，岩石破裂后具有残余强度，松动破碎围岩仍具有相当高的承载能力，围岩既是支护压力的根源，又是抵抗平衡原岩应力的承载体，而且是主要的承载结构体。支护的作用在于维护和提高松动围岩的残余强度，充分发挥围岩的承载能力。因而，在松软岩巷道支护中，要遵循以下几方面原则：
　　1）维护和保持围岩的残余强度原则。
　　2）提高围岩残余强度的原则。
　　3）充分发挥围岩的承载能力的原则。
　　4 软岩巷道支护方法
　　软岩巷道支护方法，并不是单一的支护可以奏效的，也不是一次支护最终可以实现的，必须采用联合支护的方式。由于全国各矿区松软岩性质多种多样，井下地质条件及生产条件多变，加上施工习惯也不尽相同，因此，软岩巷道的支护形式也是多种多样的。归纳起来，主要有下列几种形式：
　　锚杆喷射混凝土支护（简称锚喷支护）；锚杆、金属网、喷射混凝土支护（简称锚网喷支护）；锚杆、金属网、钢架、喷射混凝土支护（简称锚网喷架支护）；锚杆、喷射混凝土和锚索联合支护（简称锚喷索支护）；锚杆、金属网联合支护（简称锚量网支护）；锚杆、金属网、可缩性金属支架联合支护（简称锚网架支护）；锚杆、金属网、桁架支护（简称锚网桁支护）；锚、梁、网、喷、注浆联合支护；可缩性金属支架。
　　大量的工程实践证明，锚喷、锚网喷、锚网以及可缩性金属支架锚锁等都是松软岩巷道支护有效的支护手段。有时可单独使用，有时可相互配合联合使用。
　　5 支护实例
　　扎赉诺尔矿务局铁北矿属于典型的软岩巷道，原以U型钢和木棚支护为主，年产150万t，随着开采深度的增加和地质条件的复杂变化，回采巷道出现了严重破坏，使回采工作无法正常进行。该区掘进的Ⅱ2（沿煤层），自掘进之日到现在已翻修6次，且每个分层顺槽至少翻修两次。为保证矿井的生产能力，安全生产，改变其支护方式是非常重要的。
　　设计巷道断面形状和支护方式，根据前面论述的软岩围岩巷道的特征，支护原理饿方法（本设计采用工程类比法和实测法）及该矿的地质情况，设计该工作面回采巷道为拱形断面，采用锚杆-锚索-钢筋梯-金属网联合支护方式，支护参数如下：
　　1）锚杆直径ф=18mm，锚杆有效长度：L=L1 h L2
　　式中 L--锚杆长度；
　　L1--锚杆外露部分长度，取L1=0.5m；
　　H--松动圈尺寸，由声波检测仪实测松动圈尺寸h=1.5m
　　L2--锚杆在稳定岩层中长度，取L2=0.4m
　　故：L=L1 h L2=0.15 1.5 0.4=2.05m
　　考虑到本局未采用过锚杆支护，所以在设计上加大了安全系数，取L=2200mm,间排距e=i =600mm；
　　2）锚索直径ф=15.24mm，锚索有效长度L=6000mm，两锚一索，锚索排距i=1800mm；
　　3）钢筋梯：直径ф=16mm,梯宽B=100mm；
　　4）金属网：ф=3mm,网格尺寸e

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