礦山工程力學范文

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礦山工程力學

篇1

關鍵詞:巖石力學;金屬礦山;采礦工程;應用

巖石力學起源于較大規模的工程實踐,在發展初期巖石力學工程基本都會與采礦工程一同開展。在采礦工程的實踐作業過程中巖石工程經常會有著較大規模的應用,且所面臨的工作環境也會十分復雜。巖石力學問題始終存在于采礦工程的各個環節之中,一方面,采礦工程的巖體是經過漫長的地質演變所形成的地質體,在特定的地質環境當中巖體的力學特性往往會較為穩定。另一方面,因采礦工程有著動態性的特征,巖體的力學性質也會受到工程大小與開挖方向而產生相應的改變,并且環境因素也是一項主要影響因素。基于上述特征也便決定了采礦工程中的巖石力學有著高度的復雜性,因此就必須采用多種手段方式來對其展開研究。

1巖石力學概述

巖石力學是探究巖石力學性狀的一門理論與應用科學,是力學研究最重要的一項分支內容。作為近代才逐漸興起的一門學科,巖石力學的應用范圍主要包括了公路、鐵路、地質、土木、石油、采礦等眾多與巖石工程有關的工程領域。對于巖石力學所作出的定義是基于材料概念所提出的,主要受到材料力學或是固體力學的深刻影響。伴隨著相關巖石力學理論研究以及工程實踐的持續深入開展,人們關于巖石的了解也取得了重大突破。首先,要盡量避免將巖石僅僅看作是固體力學中的一種材料類型,作為一種天然型的地質體,因此更應當將其稱之為巖體,引起具備有相對較為復雜的地質構造與賦存條件,因此也是一種重要的“不連續介質”。

2礦山地應力測量

針對原始地應力開展測量工作即為明確出存在于擬開挖巖體,和其附近位置未遭受驚擾的立體化應力狀態,在實施具體的測量作業時一般是采取連續不間斷的小幅度測量來實現的。巖體內的單點立體應力狀態可通過確定出坐標系內的不同分量來代表,相應的坐標系確立可依據實際需求亦或是遵循便捷化原則來進行選擇,多數情況下會采取地球坐標系來充當測量坐標系?;诙鄠€應力分量來進一步獲得位于該點上三維主應力程度與位置,這是可以得到精準確定的。在開展實地測量作業時,各點所牽涉到的巖石其規模大小很有可能會是立方厘米級別到數千立方米級別中的任意一種,其真實的數值同時還可能會受到所選用的測量方法影響。然而無論其規模是立方厘米級別的還是數千立方米級別的,從整體巖石結構的層面來看,基本可將其視作為單點。因地應力狀態存在著較為明顯的復雜性與變化性特征,因此要想能夠較為精準的測出某礦區內的地應力大小,便要同時選取多點來進行測量。只有基于這一基礎之上,方可憑借數值分析及數理統計、人工智能與模型建構等方式,來確定出該礦區的地應力場模型。目前已經形成了一整套標準化的測量程序,其步驟流程如下:⑴由巖體表層,通常是地下巷道、隧道向巖體中打孔,指導孔穿透巖體中的測量位置。直徑通常為140mm左右,深度不小于巷道或隧道的2.5倍;⑵由孔底打同心小孔,提供安裝探頭使用,小孔直徑通常為37mm左右,孔深不小于孔徑的10倍;⑶采用專項設備把二兩探討固定到小孔中部位置;⑷采用薄壁鉆頭加深打孔,確保小孔附近巖芯能夠消除應力。

3礦山采礦設計優化

金屬礦床的形成、賦存以及開采穩定程度都會直接受制于地應力場控制。因此,就必須將地應力作為切入點來實施金屬采礦設計優化。按照實際測量所獲得的地應力以及工程地質實況、水文地質、礦巖物理力學特性等資料信息,并再進一步結合以具體的賦存與開采條件,實施定量測算分析,選取出適當的開采作業方式,明確出合理化的開采布設方式、結構參數、開采次序、支護加固、地壓控制等相關措施手段,來實現對金屬礦山開采的安全保障。具體的優化過程為:采集基礎資料確定初步方案多方案測算分析多目標決策優化技術實施現場測取與分析改進并完善方案。這一理論完全考慮到了采礦巖體本身的非線性特點與采礦多端行及開挖特征,合理化的運用數值分析、大數據統計分析等現代化的技術手段,來為保障采礦設計提供了科學化的手段方式。

4結語

總而言之,伴隨著巖石力學在金屬礦山采礦工程中應用范圍的日漸廣泛,也直接促使我國在巖石力學方面的研究達到了世界領先地位。在本次研究中簡要闡述了巖石力學的基本特點,并進一步就針對巖石力學在礦山地應力測量作業中的實際應用情況展開了深入探究,最終對礦山采礦提出了幾點設計優化建議。相關的工作人員還應當充分結合采礦工程的具體情況,來更加深入的探究巖石力學在采礦工程當中新的應用內容。

參考文獻:

[1]王學坤.自然崩落法采礦中對于巖石力學的運用分析[J].黑龍江科技信息,2014(20).

[2]劉溪鴿,朱萬成,魏炯,等.巖石力學數值模擬方法用于采礦工程的技術經濟探討與教學實踐[J].中國礦業,2016,25(1).

篇2

關鍵詞:創新型人才;培養實踐;安全工程

中圖分類號:F241 文獻標志碼:A 文章編號:1673-291X(2012)33-0135-02

一、研究背景

中國政府歷來重視煤礦安全工作,2006年國務院專門會議討論瓦斯治理問題,加之煤礦安全的嚴峻形勢以及安全欠賬的實際情況,近幾年數次撥??钔度朊旱V安全(每年約30億元),各地方政府也積極響應,配套相應的資金,這些措施都會直接推動煤礦安全工作的發展。另外,《安全生產法》及其行政追究制度等的頒布與實施,也迫使各級政府及企業領導進一步重視安全工作。還有企業領導自身的覺悟及認識的提高,必將進一步推動煤礦安全工作的發展。鑒于國家對煤炭生產企業安全重視,因此,如何培養高素質、具有實踐和創新能力的安全技術與管理人才,如何將煤炭進行過程中事故率降到發達國家水平,加強煤礦安全與管理人才的培養是非常必要的,而且是十分迫切的,加強煤礦安全人才的培養,確保煤礦安全生產形勢根本好轉,促進中國煤炭工業可持續發展,同時對中國煤炭工業安全生產和經濟可持續發展都有著重要意義。

二、培養目標

培養滿足新時期煤礦安全生產的需求,具有良好的基礎理論、實踐技能、外語和計算機應用能力,掌握安全工程系統理論,具有寬廣的國際視野、開拓創新意識以及結合生產實際提出和解決問題的能力,能在煤礦從事工程設計與施工、科技開發與生產經營管理等方面工作,具有較好的人文社會科學素養與團隊精神、較強的社會責任感和良好的工程職業道德的本科工程型創新人才[1~2]。

三、培養標準

1.掌握相關的自然科學和工程理論基礎知識。(1)自然科學基礎知識與人文、社會科學知識。掌握中國特色社會主義理論與唯物主義哲學思想,具有社會責任感;經濟、管理、法律、英語等方面的基礎知識。(2)理論基礎知識。掌握并能應用數學、物理、化學等基礎知識;掌握安全工程所需要的工程力學、流體力學以及工程熱力學等深厚的力學基礎知識;熟練應用計算機軟件、高級編程語言等現代工具與及相關信息技術;掌握電工、電子等相關基本理論知識;掌握地質學基礎理論及工程制圖基本方法;具有系統工程知識及系統思維方法。(3)工程專業知識。掌握礦井開采工藝及相關設計與管理技術;掌握礦井通風技術基本原理及相關設計與管理技術;掌握井巷工程設計與施工基本知識;掌握礦井災害防治理論及防治工程設計方法;掌握礦山安全生產相關法律法規;掌握礦山經濟理論基礎及礦山企業管理知識;掌握礦山安全與勞動衛生基本原理;掌握礦山環境保護與可持續發展政策及相關技術;熟悉采礦技術規范,掌握礦山設計和數字礦山技術的基本方法。

2.具有運用理論知識和專業技能解決工程實際問題的能力。(1)工程項目評價、分析與決策能力。具備認識和系統表述安全工程領域各環節設計、技術和施工管理等問題,以及初步系統規劃研發的能力;具備建立本領域技術分析模型的能力;具備識別及分析影響礦山安全生產的不確定性因素、風險因素的能力;具備提出解決礦山安全生產問題的方法和建議的能力;具備應對危機與突發事件的初步能力。(2)實驗和分析能力。熟悉本專業國家和行業的標準與規范;具備查詢相關資料或者電子文獻的能力;掌握相關實驗操作技能,具備分析實驗數據、書寫實驗報告與歸納總結的能力。(3)系統思維能力。具備運用整體思維方式,全局性和系統性地考慮礦山通風與安全工程項目實現的能力;具備梳理礦山安全生產各環節的關鍵問題、難點以及影響因素的能力;具備針對解決問題的方案進行論證、總結并得出結論的能力。(4)創新精神以及吃苦耐勞的敬業品質。積極探索安全工程領域的新問題、新發展;具有執著的工作態度,并能夠結合具體條件善于運用靈活方式合理解決問題;敢于質疑,勇于創新的精神;謙虛謹慎,戒驕戒躁;保持求知欲和終生學習的態度;高效、合理地管理時間和資源;培養吃苦耐勞的精神 [3~4]。(5)職業道德和職業精神。具有高尚的職業道德,正直,富有責任感;遵守職業行為規范,遵紀守法,遵守行業準則;主動規劃個人職業方向與發展;與世界安全工程界保持同步,與時俱進。(6)進行安全工程專業技術產品開發和技術改造與創新的初步能力具備發現問題的能力;具備創新的意識;具備創新所需的專業知識;掌握一定的創新方法。

3.具有團隊協作和溝通交流的能力。(1)團隊精神。培養合同協作的團隊精神;具備組織協調和領導能力;善于技術分工和協作,共同完成目標。(2)交流與溝通。具備交流與溝通的意識和能力;建立與安全工程界進行交流的組織結構;具備運用寫作、圖表、電子和多媒體進行交流的能力;善于口頭表達,能夠作報告和會議進行交流。(3)國際交流。能夠運用外語進行交流;具備參加國際專業合作項目的初步能力;熟練運用外語查閱相關文獻。(4)團隊管理及組織協調能力。具有豐富的團隊管理經驗,善于調動團隊積極性,激發團隊戰斗力;良好的組織能力以及沖突協調能力。(5)項目評估能力。掌握正確的項目評估方法;了解項目評估的過程;具有發現問題并及時提出改進意見的能力。

4.具備在一定的企業和社會環境下的綜合工程實踐經驗。(1)參與礦山安全國際化。了解礦山通風與安全的發展及礦業工程發展國際化趨勢,了解相關國家礦山安全生產領域的政策和法規,具備參與礦山安全國際化的能力。(2)適應社會背景環境。應用礦山通風與安全專業基礎知識與可持續發展相關理論,分析礦山通風與安全對社會財產、生命安全、礦山綠色可持續發展的推動作用,能夠利用專業知識為社會作貢獻。(3)礦山通風與安全工程項目設計。應用學科基礎知識和安全工程專業知識,進行礦山通風與安全工程項目的設計能力。(4)礦井災害防治規劃與設計。綜合應用學科基礎知識和專業知識,進行礦井災害防治規劃、技術設計及施工設計的能力。(5)安全工程實施能力。應用安全工程專業知識及管理知識,進行礦山工程項目施工組織管理、質量控制及成本控制能力。(6)礦山企業運營與管理。熟悉礦山企業運營特征,確定礦山企業生產運行的方式和資源優化,規范企業職工培訓與崗位管理,具備通風與安全技術管理、礦井災害防治和礦山生產經營管理能力。

四、培養方案

培養模式為“3+1”模式:即三年在校培養,以及累積一年在企業的生產實訓培養。第1~4學期按安全工程專業大類培養。第4學期末,采取雙向選擇的方式,在安全工程大類學生中選拔有志于從事“礦山通風與安全”工作的學生60名左右進入本計劃,按本培養方案培養[5~6]。

企業參與學生培養的整個過程:除參與學生在企業實訓期間的指導工作外,企業導師還參與學生培養方案的制定、教學計劃的編制、部分校內課程的講授以及畢業答辯等過程。

以礦業工程、安全科學與工程主干學科,主要課程為:流體力學與流體機械、工程力學、工程熱力學、傳熱學、物理化學、安全系統工程、煤礦地質學、采礦學、礦井通風學、煤礦安全管理、礦山安全法規、安全經濟學等。特色課程為:礦井通風學、礦井瓦斯災害防治工程實踐、礦井火災防治工程實踐、礦井安全新技術講座。

主要實踐性環節:礦井開拓開采工程實訓、礦山地質工程實訓、礦井通風系統測控工程實訓、礦井災害防治工程實訓、礦井災害應急救援工程實訓、礦井開拓開采與通風安全綜合設計等。

學生至少應修滿200學分,其中理論課程151學分,實踐環節4分(含素質拓展環節4學分)。標準學制為四年,學分修滿后授予工學學士。

五、結論

通過優化安全科學技術專業課程體系,凝練基礎理論課教學內容,更新專業核心課程的內容,突出專業課新知識和實踐教學環節、新技術;改革現有選修課的設置提高學生的科技創新能力,構建既實用又可靈活銜接的專業課程體系,帶動專業整體教學質量的提高。形成安全科學技術專業人才“基礎實、知識面寬、能力強”素質高、創新能力強的鮮明特色。

參考文獻:

[1] 竇培謙,胡廣霞.安全工程專業實驗課程體系設置研究[J].中國安全科學學報,2008,(6):51-54.

[2] 宋守信,楊書宏,傅貴,等.安全工程本科教育專業認證的方法與實踐[J].中國安全科學報,2008,(8):50-57.

[3] 袁昌明,謝正文.安全工程高等教育人才培養模式的探討[J].安全與環境學報,2006,(6增刊):35-37.

[4] 田震,馬小明.安全工程專業本科生多樣性人才培養[J].安全與環境學報,2006,(6增刊):17-19.

篇3

關鍵字:膨脹性軟巖、鋼管支架、現場監測

Abstract: based on the Nao mine shafts mudstone chagan's section of the soft rock tunnel geological conditions, through the indoor experiment to soft rock surrounding rock mechanical performance testing and mineral composition analysis, and combined with the slope of roadway deformation characteristics for shale, design the steel pipe support support scheme, among them, the shallow tunnel supporting and elliptic arch circular cross section, steel pipe support main body steel tube choose Φ 194 x 10 seamless steel pipe, steel tube filling materials in solid sex, auxiliary metal nets support and shotcrete layer support. Through the field construction site monitoring and analysis, we can conclude that the retaining easy construction scheme, and the ability to maintain the Lord slope mudstone period of soft rock tunnel the stability of surrounding rock.

Key word: pa soft rock, steel pipe support, monitoring

中圖分類號:TU74文獻標識碼:A 文章編號:

目前國內外對于軟巖巷道采取要“先柔后剛、先挖后讓、柔讓適度、穩定支護”,由此發展了錨噴網技術、錨噴網架支護技術等聯合支護技術[1-5],但是由于圍巖壓力較大,巷道自承能力較差,錨固支護效果較差,而普通金屬架支護承載能力較差,且支護成本相對較高,受到支護成本和支護材料的限制,軟巖巷道支護困難。隨著鋼管支架支護技術逐步成熟,逐步應用深井軟巖巷道的支護中,聯合其他支護方式,維持巷道圍巖的穩定,為深井軟巖巷道支護提供一種新的支護方式[6-7]。

本文結合查干淖爾礦主斜井泥巖段膨脹性軟巖巷道的地質條件和巷道變形特點,采用高強度鋼管支架支護方案,極大提高巷道徑向支護反力,提高巷道圍巖的承載能力,現場監測及觀感質量表明,鋼管支架支護方案能夠維持巷道圍巖的穩定。

1、工程概況

1.1主斜井工程地質條件

主斜井段鋼管支架支護段處于35層泥巖中,如圖1所示,圍巖巖性主要以泥巖、砂質泥巖等軟巖類巖石為主,含水率為10%~20%,多為泥質膠結,呈層狀結構,塊狀構造,巖體各向異性,穩定性差,承載力小,如表1所示。

圖1主斜井圍巖巖層柱狀圖

Fig.1 Geology columnar section of mine main inclined shaft

表1 泥巖力學參數

Table 1 The mechanics parameters of the mudstone

強度測試 抗壓強度/(MPa) 抗拉強度/(MPa) 粘聚力/ (MPa) 內摩擦角/(°)

泥巖 0.12~5.12 0.06~0.39 0.24~0.39 25.16°~29.01°

1.2主斜井圍巖礦物成分分析

經礦物成分測試分析,泥巖中具有膨脹性的粘土礦物含量為60.6%,圍巖的礦物成分如表2所示。在粘土的礦物成分中,蒙脫石含量占82%,如表3所示,所以泥巖的吸水膨脹性能很強。

表2 泥巖礦物成分

Table 2 Mudstone mineral composition

礦物成分名稱 石英 鉀長石 斜長石 粘土礦物 其他成分

含量(%) 32.7 1.0 5.7 60.6 0

表3 泥巖粘土礦物成分

Table 3 Clay mineral composition of mudstone

粘土礦物成分名稱 蒙脫石 伊利石 高嶺石 其他成分

含量(%) 82 10 8 0

由于主斜井泥巖段圍巖強度極低,遇水易軟化,且膨脹性強,所以巷道開挖后馬上噴射混凝土,以保持圍巖內軟巖成分的穩定,并盡快施加高強度支護,減少巷道變形對圍巖強度及軟巖膨脹作用的影響。

2 原支護方案及巷道變形特點

2.1主斜井泥巖段原支護方案

主斜井進入泥巖段施工后已采取以下支護措施:(1)巷道支護采用錨噴網+16#對工字鋼棚支護;(2)噴射混凝土厚度為650mm:(3)支架后預留變形量,鋪設140mm泡沫板;(4)在柱腳打1米深軌道蹶子,加固柱腳,防止柱腳變形等。

2.2 巷道變形破壞特點

當施工到327m時,巷道突然來壓,泥巖段巷道變形嚴重,到目前為止,從275~327m巷道支架出現支架扭曲和腿斷梁折的情況,部分區域頂板變形量達到1.5m,兩幫收縮量也達到1m,支架變形情況如圖2所示。主斜井泥巖段在兩個月內采用16#工字鋼和U36型鋼支架返修次數高達3次,不僅大大的增加了工程量,耗費了大量的人力物力,也大大的耽誤了工程進度,導致礦井不能及時貫通,給煤礦安全帶來嚴重的問題。

(a)頂板下沉 (b)兩幫移近

圖2 主斜井泥巖段巷道變形圖

Fig.2 The roadway deformation of mine main inclined shaft mudstone rock zone

軟巖巷道變形特點:

(1)巷道收斂量大,往往超過巷道變形10%,巷道縮頸非常嚴重,有時甚至將整個巷道封閉;

(2)巷道收斂速度高,初期收斂速度高達每天幾十毫米,這種高速收斂可以持續10天以上;

(3)巷道收斂持續時間長,一般都要持續幾個月,有的甚至數年,圍巖變形破壞具有很強的時效性;

(4)圍巖破壞方式除有頂板垮落外,還有兩幫內鼓。

3鋼管支架支護方案設計

3.1軟巖巷道支護原理

(1)優選巷道層位

巷道穩定性主要取決于圍巖強度、地應力大小和支護強度。煤系地層巖性差異較大,巷道應盡可能布置在堅硬巖層中,這樣才能獲得事半功倍的支護效果,以較小的支護成本,獲得最佳的支護效果。

(2)優化巷道斷面形狀

應該根據區域地應力分布特征,優化巷道斷面形狀,使巷道圍巖具有良好的應力狀態。

(3)適度讓壓

軟巖巷道變形較大,要做到不許巷道變形則需要較大的支護反力和支護成本。在保證巷道穩定的前提下,適度讓壓即給定巷道一定的允許變形值,是最為經濟合理的支護策略。

(4)強化支護

軟巖巷道圍巖自身承載能力低,要保持巷道穩定需要較大的支護反力。所以,必須在適度讓壓的基礎上,加大支護反力,提高支護體的整體強度,才能控制軟巖巷道的穩定性。

(5)全斷面封閉支護

軟巖巷道屬于“四面來壓”,即頂板、兩幫和底板同時變形。如果不進行底板支護,會產生較大的底鼓變形,進而因底鼓導致巷道整體失穩。因此,軟巖巷道只有采取全斷面封閉支護,才能有效地控制巷道穩定性。

(6)提高圍巖的自承能力

巷道圍巖不僅具有一定的自承力,而且還是一種天然的承載構件。保護圍巖原始結構的完整性,適時對圍巖予以補強,提高圍巖的整體強度,發揮圍巖的自身承載力,防止圍巖塑性區域的無限制擴大,能取得最佳支護效果。

3.2 鋼管支架設計

巷道斷面尺寸為凈寬5000mm,凈高3900mm。由于巷道圍巖頂板和兩幫變形均較大,同時結合現場條件,經過技術性能比較后,選用“淺底拱圓形”和“橢圓形”的斷面形狀:

(1)淺底拱圓形支架

巷道斷面采用馬蹄形斷面,支架分為四節,采用套管連接,支架上部采用約四分之三的圓形,下部采用一段反底拱。上部四分之三圓曲率半徑為2950mm,底拱段曲率半徑為4500mm。支架結構如圖3所示,主要用于在主斜井泥巖段四周均勻變形的區域。

圖3淺底拱圓形支架

Fig.3 Shallow bottom arch circular STCC support

(2)橢圓形支架

巷道斷面采用橢圓形斷面,支架分為四節,采用套管連接,調整弧度、減小兩幫段曲率半徑;兩幫段鋼管內側焊接Φ38圓鋼進行加強,如圖4所示,主要用于巷道兩幫變形較嚴重的區域。

圖4 橢圓形支架

Fig.4 Oval STCC support

3.3 金屬網及噴層支護

金屬網包括鋼板網和強力抗拉網,為防止巷道破碎圍巖的小塊碎矸石漏過強力抗拉網,必須在強力抗拉網內側加一層鋼板網,使整個斷面達到均勻受力的效果。鋼板網的規格為長×寬=1.5m×0.7m,鋼板網厚度為3mm。

為解決巷道圍巖泥巖變形大向外擠出的問題,設計采用“強力抗拉網”作為支架后側的第一層“背網”。并在強力抗拉網后加第二層背板。強力抗拉網的橫向抗拉鋼筋為Φ18mm,縱向連接筋Φ8mm,網片連桿鋼筋Φ20mm。

4 巷道施工及現場監測分析

4.1巷道施工過程

巷道支護工藝流程:①開挖巷道斷面 ②巷道噴漿50mm,封閉圍巖 ③安裝空鋼管支架、強力抗拉網背板和鋼板網 ④鋼管支架灌注混凝土 ⑤復噴混凝土噴層至300mm并掛金屬網,如圖5所示。

圖5 鋼管支架+金屬網+混凝土噴層支護巷道

Fig.5 STCC supports+metal mesh + concrete sprayed layer supporting roadway

4.2巷道圍巖表面位移監測

(1)監測方案設計

觀測內容包括頂底板相對移近、兩幫相對移近。根據測量結果,可以分析主斜井周邊圍巖相對位移變化速度、變化量,從而判斷支護效果和圍巖的穩定狀況,為完善支護參數提供依據。

(2)監測結果分析

通過對主斜井286m、296m、306m三處的淺低拱圓形斷面巷道進行三個月的巷道表面收斂監測,如圖8所示。

(a)巷道頂底板中心(b)巷道兩幫中心

圖7 巷道表面相對位移監測曲線

Fig.7 Relative displacement monitoring curve of roadway surface

由于鋼管支架支護和厚噴層支護初期還沒有發揮作用,巷道壁初期變形速度較快,頂底板變形速率與巷道兩幫變形速率較為接近。接近一周后高強度支護作用開始顯現出來,巷道表面位移的速率明顯降低, 最終巷道相對位移量趨于穩定,如圖8所示。由于鋼管支架從主斜井281m處開始使用,之前為襯砌支護,所以離交接處最近的286m監測點變形量最大,頂底板相對位移量為115mm,而兩幫相對位移量為100mm,均滿足巷道圍巖穩定的要求。并且鋼管支架支架整體完好,沒有明顯受損。

所以,鋼管支架支護方案明顯好于原支護方案,維持了主斜井泥巖段巷道圍巖的穩定。

5、結論

根據查干淖爾礦主斜井泥巖段的地質條件和軟巖巷道變形特點,設計了鋼管支架支護方案,并在現場應用,維持了軟巖巷道圍巖的穩定。主要研究成果如下:

(1)查干淖爾礦主斜井段進入35層泥巖中,巷道圍巖以泥巖、砂質泥巖為主,巷道圍巖中具有膨脹性的粘土礦物含量為60.6%,其中蒙脫石含量占49.7%,巖石吸水膨脹性能很強。巷道圍巖的力學性質偏低,圍巖變形大,巷道收斂持續時間長,圍巖破壞方式除有頂板垮落外,還有兩幫內鼓,巷道支護困難。

(2)設計鋼管支架支護方案,采用淺底拱圓形和橢圓形巷道支護斷面,其中鋼管支架主體鋼管選用Φ194×10無縫鋼管,灌注混凝土為具有微膨脹性的C40鋼纖維混凝土。金屬網支護包括鋼板網和強力抗拉網,混凝土初噴厚度為50mm,復噴厚度為250mm。

(3)在查干淖爾礦主斜井巷道先安裝空鋼管支架,之后灌注混凝土和噴射混凝土噴層,完成巷道支護,巷道施工安排合理,工人勞動強度低,有利于現場施工。通過巷道監測可知,鋼管混凝土支護方案能夠維持主斜井泥巖段軟巖巷道圍巖的穩定。

參考文獻:

[1]何滿潮,景海河,孫曉明.軟巖工程力學〔M〕.北京:科學出版社, 2002.

[2]徐軍林,黃長國.軟巖巷道的幾種支護方式[J].中國礦山工程, 2007.36(1):27-32.

[3]張延偉,品,張延航等。柳海礦軟巖巷道支護技術[J].煤礦安全.2005-05:43-45.

[4]周野,梁冰,李剛.紅廟煤礦軟巖巷道控制技術研究[J].煤礦開采.2008.13(4):47-49.