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随着国民经济的快速发展,煤炭的需求与日俱增。随着煤炭的开采向纵深部发展,软岩巷道支护问题越显突出。软岩巷道支护问题能否解决,关系到煤炭行业的健康发展和安全。
本文依托内蒙古鄂尔多斯高家梁煤矿项目,针对巷道开挖中所遇到的一种弱胶结易风化砂岩展开研究。提出了一整套关于该类软岩巷道的施工支护设计方案:根据对矿区工程地质和岩石的微观组构、物理力学特性进行研究分析,在此基础上提出合理的巷道施工工艺和支护方案,用数值模拟方法对该施工工艺和支护方案进行有效性评价,并进行围岩变形监控量测。其主要内容如下:
在研究分析矿区水文地质、地形地貌、地层特征及岩石微观组构、成分特征和物理力学特征的基础上,有针对性的提出了本巷道综掘机开挖施工工艺和U型钢支架联合支护方案,用SAP2000对U行钢支架进行强度核算,得出U型钢支架满足强度和刚度要求。对初步支护设计方案锚喷网联合支护进行失效分析,总结出巷道施工支护过程中所遇到的问题及解决对策。
用FLAC3D对巷道施工工艺及支护体系进行有效性评价,并根据模拟计算数据分析巷道最佳二次支护时机;针对巷道支护有无基础墩这一特殊支护措施进行模拟对比,得出基础墩支护措施的有效性;针对具有不同倾斜角的副井和风井进行模拟对比,分析出倾斜角度在巷道支护体系设计中参数的敏感性。
对巷道施工支护监测数据进行整理分析,得出巷道施工支护体系的合理性和巷道二次支护的最佳时机。与数值模拟结果相互印证。
对锚喷网支护和U型钢支架联合支护两种支护方案进行经济评价,得出U型钢支架联合支护方案在本工程中是技术上可行、经济上可以接受的一种支护方法。