煤矿深部巷道支护技术研究

本文对煤矿深部开采时的巷道及支护进行设计,为其他相似煤矿的巷道支护设计提供参考。     

煤矿掘进巷道锚杆支护技术

近年来,我国经济水平在不断提升,人们对煤矿的需求量也在不断增加,因此煤矿开采活动持续深入开展。这也就促使了矿山深部出现了越来越严重的压力问题,使得巷道支护和布置工作变得越来越困难。此外,由于支护成本比较昂贵,加上使用年限等各种因素的制约,严重影响了巷道支护的质量。所以,利用锚杆支护技术开展煤矿巷道掘进工作十分必要,这不仅可以在很大程度上减少材料使用量,还能够使巷道更加稳固。本文主要对煤矿掘进巷道过程中的问题进行研究,并在此基础上指出煤矿掘进巷道锚杆支护技术的具体应用。     

煤矿掘进巷道锚杆支护方式的应用

随着社会的不断进步以及经济水平的有效提升,对煤矿资源的需求量在不断的加大,进而也就对煤炭资源的清洁性以及利用率提出了更高的要求。因此,在煤矿开采的过程中,就应因地制宜的选择合适的支护方式,否则就会导致煤矿开采工作的展开存在一定的危险性。而掘进巷道锚杆支护方式的运用,不仅可以确保开采工作的安全和稳定,而且还能在一定程度上使煤矿井下开采效率得到有效提升,进而提高煤矿企业的经济效益。     

我国煤矿巷道支护的难题及标准研究

随着我国煤矿开采进入深部开采时代,巷道支护已经成为不可避免的挑战。针对煤矿开采过程中存在的问题,主要分析了高应力巷道、软岩巷道以及冲击地压巷道的支护策略,并分析了这些巷道支护标准。可以为有关技术人员提供参考和指导。     

基于近景摄影测量技术的地下巷道三维建模

对真实矿山整体及其相关现象的统一认识与数字化再现，是数字矿山建设的重要内容，矿山地下巷道的三维建模及可视化又是数字化再现的核心内容。针对传统巷道三维建模方法效率低下、成本高昂的不足，提出了基于近景摄影测量技术的地下巷道三维建模方法。该方法主要采用近景摄影测量立体像对的前方交会原理，使用相机在不同空间位置获得一组同一目标的图像，通过计算图像间的几何约束关系来得到目标表面的三维坐标信息，从而构建拍摄目标的三维模型。该方法首先利用低成本的智能手机照相机对巷道进行多视角近景照片采集；然后利用数字图像建模Context Capture软件对图像数据进行空中三角测量解算，并生成地下巷道点云数据；最后对获取的像片进行特征提取和影像匹配，完成地下巷道三维模型构建。以河南理工大学地下防空洞巷道为试验对象，拍摄了566张像片，像片间的旁向重叠度约80%。试验结果显示，所拍摄目标物的三维模型结构完整，纹理清晰，表明利用近景摄影测量技术构建巷道三维模型具有可行性。     

MC尼龙重载承压地板井下巷道铺设工艺研究

我国煤矿井下无轨运输混凝土路面铺设成本高，并且受开采应力、巷道底板地质条件等影响，其应用受到限制。重载车辆的频繁碾压极易使路面发生损坏，从而影响正常开采效率还带来高昂的维护费用。为解决这一问题，采用MC尼龙重载承压地板代替传统混凝土铺设路面，进行了MC尼龙重载承压地板井下巷道铺设的工艺研究。通过对承压板井下铺设方案的制定、承压地板型式的研发、地板的整体连接及稳定性研发等，实现了高效的作业效率，更为安全、清洁的作业环境以及更低的成本，进而达到了“以塑代混凝土”的实际示范意义。该铺设工艺为井下无轨运输的采区路面、工作面搬家通道、临时路面以及其他应急路面、硐室地板的应用提供了良好的方案借鉴。     

深井采动巷道围岩流变和结构失稳大变形理论

与浅部相比,深部巷道特别是千米深井采动巷道,地应力高、采动影响强烈,导致巷道围岩变形大、持续时间长、破坏严重,目前的理论不能科学解释深井采动巷道的围岩劣化、大变形与破坏机理。深部开采条件下的巷道围岩大变形破坏理论已经成为煤炭深部开采面临的重大课题之一。为此,采用现场调研与试验、实验室实验、数值模拟和理论分析等方法,从应力强度比出发,并考虑偏应力和梯度应力,提出了采动系数的概念;从力学本质和工程应用的角度明确了巷道强采动和大变形的概念,探讨了其科学内涵,并初步提出确定了强采动和大变形的量化的评价方法;在此基础上,基于深井强采动巷道围岩所处应力环境及其大变形特征,初步提出了深部采动巷道围岩流变和结构失稳大变形理论框架。其核心思想是巷道围岩结构运动、围岩劣化、梯度应力和偏应力诱导围岩裂隙扩展、软岩流变与结构性流变大变形、破裂岩体长时扩容;基本问题包括深井采动巷道围岩应力路径、考虑应力路径的偏应力和梯度应力对巷道围岩的作用机理、巷道围岩锚固承载结构流变大变形、巷道围岩结构失稳大变形等。偏应力和梯度应力导致巷道浅部围岩张拉劈裂扩容和承载区围岩剪切滑动,且承载区围岩剪切滑动对浅部张拉劈裂围岩产生向巷道内的推力,扩容与推力导致浅部锚固体出现结构体滑移流变和整体性的挤入。由传统的软岩流变上升至软岩流变与锚固体结构性流变大变形。巷道围岩结构失稳大变形包括上覆岩层大结构失稳导致的整体移动大变形和松动圈内破裂岩体运动失稳大变形。提出的深部采动巷道围岩流变和结构失稳大变形理论从深部环境、深部岩体及强烈施工扰动相互作用出发,揭示深部巷道围岩应力场时空演变规律和大变形与破坏机理。     

羊场湾煤矿软岩底板炉渣混凝土加固技术

为提高软岩底板强度而供无轨胶轮车等大型车辆行驶，结合羊场湾煤矿16206机巷软岩底板地质条件，研究了炉渣混凝土底板加固技术，确定了合理的配比方案，并对机巷现场进行混凝土地坪铺设应用。研究与应用结果表明：炉渣混凝土底板强度可满足大型车辆连续运输所需，极大地提高了底板承载能力，防止底鼓，为长距离巷道实现连续运输提供了基础保障。