深部破碎围岩巷道掘进与支护优化解决方案
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更新于2024-09-03
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"大埋深破碎围岩巷道掘进支护优化设计研究"
在煤炭开采领域,随着开采深度的增加,遇到的地质挑战也日益严峻。木瓜矿10-102工作面就是一个典型的例子,它面临的是大埋深、破碎围岩以及高地压的环境,这对掘进巷道的支护提出了极高要求。常规的掘进方法在此条件下无法保障巷道的安全稳定,因此需要对掘进与支护策略进行深入研究和优化。
首先,对于破碎围岩的巷道掘进,必须考虑地质条件的影响。10-102工作面的最大埋深达到420米,上覆有9-104和106采空区,与上部煤层的间距不均,南部区域层间距较薄,北部则逐渐增加。煤层产状为单一倾斜,走向NE,倾向NW,倾角较小,但巷道顶底板主要由易软化的泥岩构成,这增加了支护的复杂性。巷道在地压作用下可能出现显著变形,导致安全风险增加。
针对这些问题,研究者对支护参数进行了详细计算,以确定最适宜的支护方式。通过对巷道顶板和两帮的监测,结果显示顶板的最大沉降值为43毫米,最大移动速率为8毫米/天,而两帮的最大移进距离为29毫米,最大移动速率为5毫米/天。这些数据揭示了巷道变形的程度,为支护优化提供了依据。
支护优化设计是解决这一问题的关键。通常,这包括选择适当的支护材料,调整支护结构,以及制定合理的支护周期。例如,可能采用锚杆、锚索、喷射混凝土等组合支护形式,以增强巷道稳定性。同时,优化掘进工艺,比如采取分段掘进、及时支护等方法,减少围岩暴露时间,降低其破碎程度。
此外,针对地质构造的不均匀性,需要制定针对性的支护方案,如局部加强支护、动态调整支护参数等。通过这样的优化,可以显著提高支护效果,如上述数据显示,巷道的变形得到了有效控制。
大埋深破碎围岩巷道的掘进支护是一个系统工程,涉及到地质条件分析、支护参数计算、支护方式选择等多个环节。通过对10-102工作面的研究,为同类问题的解决提供了实践经验和理论指导,对于提高深部煤炭开采的安全性和经济性具有重要意义。未来的研究应继续深化对破碎围岩力学特性的理解,开发更适应深部开采环境的新型支护技术和材料。
2020-04-30 上传
2020-06-25 上传
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2020-04-23 上传
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