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主办单位:煤炭科学研究总院有限公司、中国煤炭学会学术期刊工作委员会

新河煤矿-980米深井软岩硐室群支护技术

2022-08-12

  深部状态下,岩体处于高围压的状态,岩性一般表现为软岩特性,造成了深部巷道硐室的采掘及维护较浅部更加困难,且由于深部软岩硐室,如水仓、机电硐室、水泵房、避难硐室等相互临近,采掘时相互影响较大,因此合理的采掘顺序及支护方式对硐室围岩的稳定性具有重要的工程意义。


  近日,中国矿业大学(北京)王炯副教授团队以新河煤矿-980m 软岩硐室群为研究实例,运用理论分析、数值模拟等对硐室群的开挖顺序进行了研究后,得出最优施工方案,并进行了现场支护。计算结果表明支护想过良好。相关研究成果以《深井软岩硐室群支护技术研究》为题于8月10日在《应用基础与工程科学学报》网络首发。


  新河矿业采用立井暗斜井多水平开拓方式,为了提高水平投产速度,-980m 水平泵房、变电所、水仓、管子道、避难硐室、矸石仓、煤仓等巷道硐室均布置在二节轨道暗斜井井底车场周边,布置较为密集。在二节轨道暗斜井底车场以里轨道大巷北侧布置水平泵房、变电所及水仓。泵房、变电所联合布置,布置在 3 煤层顶板以下砂岩中,泵房长度 50m,泵房内布置有 5 个吸水井壁龛,变电所长度 60m,水仓分内、外两仓布置,设计总长度为 498m,其中内水仓 170m,外水仓 328m。


深井软岩硐室群支护技术研究_王炯-4.jpg

  水泵房平面布置图


  通过理论分析相邻硐室群开挖及所受影响不同,结合 FLAC3D 模拟不同施工顺序,并通过塑形区计算最小破坏体积,得出最优施工方案。对硐室群进行支护设计,提出泵房主体前期采用锚网、注浆锚索、喷浆、注浆加固,后期采用钢筋混凝土砌碹进行联合支护;壁龛前期采用锚网索喷、注浆加固,后期采用钢筋混凝土砌碹联合支护。


  利用 FLAC3D对支护方案进行数值计算,与未采用联合支护相比,硐室围岩应力集中减弱,变形量大大减少,水泵房主体硐室顶板最大下沉量从 927mm 下降到 30mm,底臌量从 1036mm 下降到 6mm,几乎可以忽略不计,主体泵房左帮移近量由1010mm下降到10.9mm,壁龛掌面移近量由700mm下降到9.9mm,说明顶底板以及两帮变形得到有效控制。


  这项研究得到了国家自然科学基金、国家重点研发计划、贵州省科技计划项目的资金支持。


  责任编辑:宫在芹
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