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南陽煤礦回采巷道支護(hù)方案優(yōu)化設(shè)計

文檔作者：侯晉剛劉永廣文檔來源： 1．太原理工大學(xué) 2．山西高平科興南陽煤業(yè)有限公司		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時間： 2025年03月17日
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上一篇：淺談回采工作面端頭支護(hù)技術(shù)

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總第151期
2015年第9期
設(shè)計試驗
機(jī)械管理開發(fā)
M ECHANICAL M ANAGEM ENT AND DEVEL0PM ENT 1n0tal of 151
No．9 2015
南陽煤礦回采巷道支護(hù)方案優(yōu)化設(shè)計
侯晉剛 。劉永廣
(1．太原理工大學(xué)，山西太原030024；2．山西高平科興南陽煤業(yè)有限公司， 山西高平048400)
摘要：針對南陽煤礦回采巷道出現(xiàn)局部底臌的現(xiàn)象，在對回采巷道圍巖條件研究的基礎(chǔ)上， 結(jié)合底
臌原因分析，提出了利用底腳錨桿支護(hù)及其他輔助支護(hù)聯(lián)合支護(hù)方案， 利用Flac3D數(shù)值模擬分析
軟件對新的支護(hù)方案進(jìn)行模擬仿真。
關(guān)鍵詞：優(yōu)化；聯(lián)合支護(hù)；Flac3D；模擬仿真
中圖分類號：TD353 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1003．773X(2015)09．0027．03
DoI：10．16525／i．cnki．cn14．1134／th．2015．09．008
引言
煤礦安全一直是煤礦生產(chǎn)的重要保證，煤礦
安全往往受到各種各樣的因素的影響。煤礦安全
的重要保障來自安全的支護(hù)技術(shù)，復(fù)雜的地質(zhì)環(huán)
境給礦井支護(hù)帶來巨大的困難。我國煤礦的分布
地形較為復(fù)雜，所以必須為礦井設(shè)計不同的支護(hù)
方案，這對煤礦安全具有重要意義[1]。本支護(hù)方
案主要以南陽煤礦3號煤層的3202第二回風(fēng)巷為
對象進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，3號煤層賦存于山西組下部，
煤層厚度4．11～6．00 m，平均5．25 rn，該煤層屬
全區(qū)穩(wěn)定可采煤層。煤層一般含0～1層夾矸，夾
矸厚度0．02～O．50 m，巖性多為炭質(zhì)泥巖，結(jié)構(gòu)簡
單。該煤層頂板為細(xì)砂巖、粉砂巖、泥巖，底板為
細(xì)砂巖、粉砂巖、泥巖。煤層傾角1?！?。。頂板分
為基本頂、直接頂、偽頂?；卷攷r石類型為中粒
砂巖，厚度為8 m，巖性以石英為主，長石次之，并
含黑色礦物層面，含大量云母碎片及炭質(zhì)碎屑，明
顯斜層理；直接頂巖石類型為粗粉砂巖，厚度約為
2 m，巖性深灰色，較堅硬，富含植物化石及大量云
母碎片，并夾菱鐵礦結(jié)核；偽頂巖石類型為泥巖，
厚度為0．1～O．3 m，巖性為黑色，水平層理十分發(fā)
收稿日期：2015-09—12
第一作者簡介： 侯晉剛(1975一)， 男， 山西陵川
人，本科，太原理工大學(xué)在職碩士研究生，注冊安全
工程師，現(xiàn)就職于山西高平科興南陽煤業(yè)有限公司。
育，較軟，易冒落。底板分為基本底、直接底?；?
本底巖石類型為粗粒砂巖，厚度約為2 rn，巖性為
致密富含植物莖化石和云母碎片，炭質(zhì)碎屑底部
具有波狀層理；直接底巖石類型為細(xì)粉砂巖，厚度
約為5 m，巖性為薄層及微薄層狀，不連續(xù)的緩波
狀層理層面有較多炭質(zhì)碎屑及植物化石。
1 錨桿支護(hù)理論
1．1組合梁理論
巷道的安全受到各個方向應(yīng)力的影響，不同
煤礦的巷道，甚至是同一煤礦的不同巷道的底板、
頂板由不同的巖石組成。巷道的頂板有的是由層
狀的巖石構(gòu)成，此巷道在還沒有進(jìn)行支護(hù)的情況
下，如果頂板向下沉降，同時還伴有各層脫離，巷
道會有垂直于層面的位移和平行于層面的位移，
并且每個分層中會分別出現(xiàn)受壓縮力形成的壓縮
區(qū)域和受拉伸力形成的拉伸區(qū)域。若使用錨桿穿
透各個巖層，使各巖層緊湊擠壓，會在它們之間產(chǎn)
生較大的層間摩擦力，這樣的力可以防止各層間
的移動，這樣一來會形成一個合成梁，該合成梁會
有更強(qiáng)的抗壓力、抗剪力，會使支護(hù)更加穩(wěn)固。合
成度越高，整體性就會越強(qiáng)。這就是錨桿支護(hù)理
論中經(jīng)典的組合梁支護(hù)[2]。
1．2組合拱(壓縮拱)理論
通常情況下，錨固噴漿支護(hù)(簡稱錨噴支護(hù))會
起到多種支護(hù)作用。但是，當(dāng)巷道處于軟巖的地質(zhì)
中時，錨噴支護(hù)的作用是使巷道頂板形成一個組合

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