运输大巷

沿岩层走向开凿的巷道

运输大巷:沿岩层走向开凿的巷道称作岩石平巷,主要担负运输或者通风任务,也叫运输大巷或回风大巷。

介绍
在井下沿岩层或煤层开凿的水平巷道均称为平巷。沿岩层走向开凿的巷道称作岩石平巷,主要担负运输或者通风任务,也叫运输大巷或回风大巷。
研究成果
在煤巷地下工程中,巷道巷帮容易发生冒顶、底鼓,顶板的塌落也极其的常见。随着矿井开采深度逐渐增加,巷道和采场的地应力水平也越来越高,巷道围岩的变形程度严重,破坏规律复杂。锚杆支护技术作为矿井巷道及其他地下工程支护的主要的支护形式,在保证巷道稳定方面起着重要的作用。
本文的岩样取自恒昇煤矿一采区岩石运输大巷,在现场进行数据的收集和整理,在实验室中对岩样进行了实验分析,得到了岩样的在单轴压缩和三轴压缩两种情况下的应力-应变曲线。同时利用FLAC3D软件,建立巷道模型,研究锚杆的长度和间距改变时,巷道的应力、位移和塑性区的变化规律,分析锚杆对巷道围岩的加固效果,得到不同长度的锚杆间距改变时对于提高巷道的应力、限制洞室的变形、提高围岩静载能力的影响。
论文的主要研究结论如下:
(1)结合现有的岩石力学、弹性力学等比较成熟的研究成果,以拱形巷道为模型,分别对其进行受力状态和破坏模式的分析,通过力学模型计算所得拱形巷道围岩应力表达式,应用FLAC3D中的Fish语言编制代码,嵌入到数值模拟程序中进行计算分析。
(2)介绍了锚杆锚固的特点、锚杆选型的基本原则、锚杆的锚固机理以及锚杆和围岩的相互关系。分析巷道围岩的锚杆支护和锚固参数,得到锚固长度不同时的锚杆-围岩的作用机理,和任意的一点压应力的值。在进行巷道锚杆支护的设计中,锚杆支护参数的确定十分重要,根据塑性圈理论,推导出了锚固巷道时锚杆长度的计算公式;通过分析力学模型,推导出了锚固巷道时锚杆的间距的计算公式。
(3)进行数值模拟物理力学参数实验,对岩样的物理力学性质进行了测定,主要内容包括:单轴和三轴压缩的应力-应变曲线、抗压抗拉强度和变形模量等,根据测出的石灰岩的做出莫尔圆,同时测定了煤样的坚固性系数。对FLAC3D软件和基本的工作原理进行了介绍,建立巷道模型,依据应力云图,分析了在静载作用下,锚杆的长度在3m、6m、9m时,间距分别为30cm、60cm、90cm锚固时的塑性破坏区、位移及垂直及应力云图的变化情况,得到应力和位移的关系,塑性区和位移的关系,进而总结了巷道围岩应力的应力变化情况、水平位移变化情况和塑性区变化情况,得到进行巷道支护时,选用合理的锚杆长度和间距,才能取得良好的支护效果。
(4)制定采区岩石运输大巷矿压观测方案,进行现场实测,观测大巷顶底板和两帮的移近速度,大巷顶底板和两帮的移近量。验证选用锚杆长度为3m,锚距为30cm的锚固参数对此煤矿大巷进行锚固,但该矿从节约支护成本角度出发,现采用60cm锚杆间距加固一采区运输大巷。
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