深井软岩巷道钢管混凝土支架支护研究新进展

1、我国典型的软岩矿井u山东龙口、新汶、济宁等矿区；u内蒙古平庄、锡林浩特、鄂尔多斯上海庙等；u辽宁沈阳；吉林舒兰、辽源、梅河；黑龙江鹤岗等；u安徽淮南、淮北、皖北等；u河南义马、郑州煤电、平顶山等u青海大通，贵州六盘水，甘肃平凉等接 头 套 管1 9 4 1 2 m m4 0 0挡 环1 9 4 1 2 m m大 断 面R 1 5 3 0小 断 面R 113 03 0钢 管 混 凝 土 支 架套 管 1 6 8 8 1 9 4 1 0顶 管 托 板灌 注 孔排 气 孔混 凝 土 输 送 泵搅 拌 桶圆形圆形浅底拱浅底拱 - 圆形圆形 马蹄形马蹄形 ROR1R2OR1R2O1O3R3R4500R2

2、350R4800椭圆形椭圆形2 鹤岗南山矿集中运输巷鹤岗南山矿集中运输巷 3 峰峰大淑村矿大巷峰峰大淑村矿大巷4 4 内蒙锡林郭勒盟查干淖尔矿主斜井内蒙锡林郭勒盟查干淖尔矿主斜井6 鹤壁三矿泵房变电所鹤壁三矿泵房变电所7 邢台邢东煤矿皮带下山邢台邢东煤矿皮带下山埋深埋深1000-1200m 8 邢台邢东煤矿二水平车场邢台邢东煤矿二水平车场10 10 宁煤清水营矿宁煤清水营矿 +786+786临时水仓与机修硐室临时水仓与机修硐室11 龙口龙口 北皂煤矿北皂煤矿 工作面联络巷工作面联络巷12 新汶内蒙上海庙公司新汶内蒙上海庙公司 长城煤矿长城煤矿 15 15 新汶华丰煤矿新汶华丰煤矿 -1100-

3、1100水平水泵房水平水泵房16 16 新汶华丰煤矿新汶华丰煤矿 -1100-1100水平变电所水平变电所u 钢管钢管1948mm，36.7Kg/m；u 钢管混凝土支架钢管混凝土支架-直墙半圆拱形；直墙半圆拱形；u 支架极限承载力：支架极限承载力：2107KN 。圆形支架圆形支架 浅底拱圆形支架浅底拱圆形支架 直墙半圆拱支架直墙半圆拱支架u 钢管钢管1688mmu 强度极限强度极限2000KNu 轴向压缩塑性变形轴向压缩塑性变形20%u 变形形态：侧边鼓包变形形态：侧边鼓包弧形金属支架弧形金属支架（重量相同）极限载荷极限载荷（吨）工字钢试件15.0 U36型钢试件48.0 空钢管试件70.7

4、钢管混凝土试件钢管混凝土试件114.5 加强圆钢钢管混凝土试件加强圆钢钢管混凝土试件133.0 加强翼板钢管混凝土试件加强翼板钢管混凝土试件136.0 中中性性层层偏偏移移实实验验围 岩钢 管 混 凝 土 支 架喷 层锚 杆承 压 环围 岩承 压 环锚 杆钢 管 混 凝 土 支 架喷 层 承压环力学模型承压环力学模型F1F2F1F1F1F1F1F1F1F1F1F1F2F2F2F2F2F2F2F2F2F2F2r承 压 环钢管混凝土支架支护反力围围 岩岩钢钢 管管 混混 凝凝 土土 支支 架架3= 1 .0 M P a 1= 2 3 M P a钢钢 管管 混混 凝凝 土土 支支 架架支支 护护 力

5、力3= 1 .0 M P a围围 岩岩 强强 度度 提提 高高承承 压压 环环 3.3 径向支护力的作用径向支护力的作用围围 岩岩U U 型型 钢钢 支支 架架3= 0 .4 M P aU U 型型 钢钢 支支 架架支支 护护 力力3= 0 .4 M P a围围 岩岩 强强 度度 提提 高高承承 压压 环环 1= 0 .8 1 .2 M P a6543213 m大 于 1 2 m可以井下实测，如使用：空心包体应力计。大巷绕道暗斜井 岩石强度：岩石强度： 岩石单轴抗压强度，围岩结构完整性。n不少深井的井底车场，因为在软岩层位，导致巷道稳定性较差；n大巷、上下山等开拓与准备巷道，选择较坚硬的岩层层

6、位，事半功倍；压 力 盒y(MPa)1000米 深 井 ， P=22MPa2244yyy4422xy(MPa)围 岩喷 层锚 杆承 压 环在 巷 道 围 岩 构 造 承 压 环 ： 锚 喷围 岩钢 管 混 凝 土 支 架喷 层锚 杆承 压 环在 巷 道 围 岩 与 巷 道 内 共 同 构 造 承 压 环 ： 锚 喷 + 支 架混 凝 土 碹 体锚 杆在 巷 道 开 挖 空 间 内 ， 重 构 承 压 环 。 锚 喷 支 护 是 临 时 支 护 ， 高 强支 架 + 混 凝 土 + 锚 杆 才 是 永 久 支 护 。围 岩钢 管 混 凝 土 支 架软弱岩层：不仅要锚杆与锚索支护，还需要支架或碹体支护， 在围岩与巷道内共同构筑“承压环”；极软弱岩层：岩层可锚性较差，应该在巷道开挖空间内，重构“承压环”。 需要高强度支架、高强度碹体支护等。ROR1R2OR 4 5 0 0R 2 3 5 0R 4 8 0 0O1O3R1R3R2 (a) 圆形断面圆形断面软岩软岩-极软岩极软岩 (b) 浅底拱圆形断面浅底拱圆形断面底板较稳定底板较稳定(c) 马蹄形断面