胶带机上山的围岩稳定性控制技术案例

摘 要:胶带机上山是连接采区与大巷的重要运输环节,其巷道围岩稳定性的控制好坏决定了矿井安全、高效生产,本文在特定地质工程条件下,采用工程类比,设计了巷道支护方案,通过FLAC3D数值模拟分析了巷道的围岩稳定性,结果表明:虽出现了部分网兜现象,但巷道围岩整体稳定,支护效果好.为类似条件下巷道支护提供了可靠的参考.

关 键 词 :胶带机上山;张集北矿;围岩稳定性

中图分类号:F40 文献标识码:A

1.工程概况

张集北矿13煤胶带机上山自1611(3)运顺外段P1点(X等于27631.839,Y等于48817.134)处拨门按215°方位、跟13-1煤顶板向前施工529.929m至J2点,再继续按215°方位、跟13-1煤顶板向前施工7m,预计施工工程量为536.929m,施工完毕后自D6点(X等于27632.976,Y等于48814.385)按照205°方位对拨门口右帮进行刷扩,施工机头硐室,刷扩长度为11m.

2.支护参数设计

13煤胶带机上山永久支护参考附近工程拟采用锚网索支护,参数为:(1)锚杆:顶板每排布置6根Φ20×2500mm钢锚杆,间排距860×800mm;巷道两帮各布置5根锚杆,规格:Φ20×2500mm;帮部锚杆间排距:800×800mm,锚杆垂直于两帮分布;(2)钢带:顶板采用4600×190×5mm的M5型钢带,垂直与巷道走向;帮部钢带水平布置,采用1050×190×5mm的M5钢带,沿巷道走向方向连接二根锚杆;(3)锚索:锚索均采用 “5-5”布置.顶板每三排为一组,每组布置3根横向槽钢及2根走向槽钢组合锚索,每根槽钢梁上均安装3根锚索,槽钢梁上锚索均垂直顶板布置,锚索规格为:Φ22×6300mm,具体支护断面见图1所示.

3.数值模拟研究

3.1 模型建立

为分析胶带机上山的支护效果,更好的为工程稳定性提供可靠评判,本文开展FLAC3D数值模拟研究,分析上山的应力及位移分布情况,建立的模型如图2所示.

3.2 数值分析

从图4可知,上山靠近下部位移最大,模拟得到为8mm,由于锚索每组布置3根横向槽钢及2根走向槽钢,出现了一定程度的网兜现象.如图5所示,最大应力17.35MPa,集中在上山的下部车场位置,从图6可知,上山位于下部20m位置处于一定的波动阶段,其余位置下沉量基本稳定,表明:巷道支护效果明显,围岩稳定性控制好.


4.结论

(1)数值模拟研究结果表明:上山靠近下部位移最大,模拟得到为8mm,由于锚索每组布置3根横向槽钢及2根走向槽钢,出现了一定程度的网兜现象;最大应力17.35MPa,集中在上山的下部车场位置;上山位于下部20m位置处于一定的波动阶段,其余位置下沉量基本稳定,表明:巷道支护效果明显,围岩稳定性控制好.

(2)张集北矿13煤胶带机上山成功的工程实践表明:采用锚网索支护能有效控制13煤胶带机上山的围岩稳定.

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