新安煤礦深井軟巖硐室鋼管混凝土支架支護(hù)設(shè)計(jì)與應(yīng)用

邢東礦二水平皮帶下山巷埋深1010～1230m,屬千米深井巷道,巷道圍巖荷載大,兩幫煤體強(qiáng)度低,底鼓嚴(yán)重,巷道多次返修后仍無(wú)法穩(wěn)定。為解決二水平皮帶下山巷支護(hù)難題,在充分分析圍巖地質(zhì)條件及原有支護(hù)變形特征的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了橢圓形鋼管混凝土支架和深淺交叉式注漿加固復(fù)合支護(hù)方案,鋼管混凝土支架分φ194×8基本型支架和φ194×10強(qiáng)化型支架2種型號(hào),支護(hù)反力分別達(dá)到1.1mpa和1.23mpa。使用基于鋼管混凝土支架的復(fù)合支護(hù)方案半年后,二水平皮帶下山巷道穩(wěn)定,無(wú)可見變形,完全滿足使用條件。實(shí)踐證明:鋼管混凝土支架的高強(qiáng)承載能力在千米深井支護(hù)中具有突出優(yōu)勢(shì),可以作為千米深井巷道支護(hù)的可靠架型。

針對(duì)煤礦開采深度增加,圍巖不穩(wěn)定巷道的支護(hù)難度大等問題,在借鑒國(guó)內(nèi)不穩(wěn)定圍巖巷道施工及支護(hù)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,研究鋼管混凝土支架支護(hù)工藝并在南山煤礦進(jìn)行應(yīng)用實(shí)踐,實(shí)際應(yīng)用證明鋼管混凝土支架支護(hù)效果良好。

針對(duì)口孜東煤礦-967m水平軌道石門軟巖巷道變形嚴(yán)重支護(hù)困難的問題,結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)考察、室內(nèi)測(cè)試、現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)與監(jiān)測(cè)等方法,分析了圍巖變形特征和巷道失穩(wěn)破壞的原因,在此基礎(chǔ)上,依據(jù)承壓環(huán)強(qiáng)化支護(hù)理論,提出了2種基于鋼管混凝土支架的高強(qiáng)度復(fù)合支護(hù)方案。工程應(yīng)用表明2種封閉式高強(qiáng)度復(fù)合支護(hù)體均能有效抑制圍巖向巷道空間內(nèi)移動(dòng),圍巖最大移近量小于90mm,滿足巷道變形要求,同時(shí)支護(hù)體整體結(jié)構(gòu)完好,工程應(yīng)用效果優(yōu)良。

清水營(yíng)排水泵房布置于"三軟"巖層中,頂、側(cè)圍巖壓力大,致使工程失穩(wěn)、兩幫和底板破壞嚴(yán)重,變形后無(wú)法滿足機(jī)械設(shè)備安全使用要求。為解決軟巖支護(hù)難題,綜合分析地質(zhì)條件、巷道圍巖特性,通過鋼管混凝土的結(jié)構(gòu)力學(xué)及混凝土砌碹薄壁筒特雷斯卡屈服計(jì)算,探索軟巖巷道支護(hù)的新工藝。分析結(jié)果表明:鋼管混凝土支架具有較強(qiáng)的承載力,可以有效地控制軟巖巷道變形。

鋼管混凝土支架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)承載能力是相同重量u型鋼支架的2~3倍,支架使用無(wú)縫鋼管型號(hào)φ219×8mm,鋼管單位長(zhǎng)度重量41.6kg/m,單個(gè)空鋼管支架重量680kg。支架分為四節(jié),接頭采用套管連接。

口孜東礦深井巷道支護(hù)中,采用灌注式鋼管混凝土支架,介紹了該支架的結(jié)構(gòu)參數(shù)、施工工藝、施工中技術(shù)要求及使用的效果。

巷道支護(hù)理論與技術(shù) 鋼管混凝土支架在深井巷道中的支護(hù)實(shí)驗(yàn)研究 高延法，謝　浩，劉珂銘，張鳳銀，張葆森，許亞林 （中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京）力學(xué)與建筑工程學(xué)院，北京１０００８３） ［摘　要］　為解決華豐煤礦－１１００ｍ水平風(fēng)井聯(lián)絡(luò)巷變形持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)、變形量大、難支護(hù)的問 題，結(jié)合巷道圍巖地質(zhì)條件和巷道變形破壞特征，設(shè)計(jì)了以鋼管混凝土支架為主的復(fù)合支護(hù)方案：支 架斷面為圓形，支架主體鋼管采用φ２１９ｍｍ×８ｍｍ無(wú)縫鋼管，充填ｃ４０混凝土，輔助錨網(wǎng)噴和圍巖注 漿加固。而后，利用ｆｌａｃ ３ｄ 對(duì)支護(hù)效果進(jìn)行模擬分析，結(jié)果表明：巷道支護(hù)穩(wěn)定后頂?shù)装遄畲笠平?量為９０ｍｍ，兩幫移近量為８０ｍｍ，圍巖變形得到有效控制。最后，將復(fù)合支護(hù)技術(shù)成功應(yīng)用于工程現(xiàn) 場(chǎng)，充分證明基于鋼管混凝土支架的復(fù)合支護(hù)能夠有效控制巷道圍巖變形，保證巷道的長(zhǎng)期穩(wěn)定。 ［關(guān)鍵詞］　

鋼管混凝土支架

高延法--鋼管混凝土支架

鋼管混凝土支架的工程應(yīng)用研究——簡(jiǎn)述了鋼管混凝土支架的力學(xué)性能，介紹了鋼管混凝土支架的工業(yè)性試驗(yàn)方案及試驗(yàn)結(jié)果，證明了鋼管混凝土支架是一種承載力高，造價(jià)較低，規(guī)格多樣，可適合各種地質(zhì)條件的新型支架

鋼管混凝土支架的原理和實(shí)踐——鋼管混凝土是一種具有優(yōu)良力學(xué)性能的新型材料，通過鋼管混凝土支架的試驗(yàn)室及工業(yè)性試驗(yàn)方案和試驗(yàn)結(jié)果，證明了鋼管混凝土支架是一種承載力高，造價(jià)合適，規(guī)格多樣，可適合各種地質(zhì)條件的新型支架。

提出的鋼管混凝土支架附著式振動(dòng)器適用于各種類型鋼管混凝土支架,能保證注漿流暢、密實(shí)。其突出優(yōu)點(diǎn)有2個(gè):①自帶手爪,便于裝卸,不像一般附著式振動(dòng)器需要預(yù)留螺栓;②采用氣動(dòng)馬達(dá),適用于煤礦,無(wú)需考慮防爆問題,容易調(diào)節(jié)輸出功率,負(fù)載啟動(dòng)快。

深井巷道礦山壓力控制是深部開采面臨的亟待解決關(guān)鍵技術(shù)課題之一,而目前從理論和實(shí)踐來(lái)講,軟巖巷道的支護(hù)大多采用復(fù)合支護(hù)形式,往往是支護(hù)成本極高,或者達(dá)不到預(yù)期的支護(hù)目的。而鋼管混凝土支護(hù)形式是一種即經(jīng)濟(jì)又先進(jìn)的支護(hù)形式,如何在軟巖巷道中應(yīng)用好這種支護(hù)形式,無(wú)疑具有很大的研究?jī)r(jià)值。

口孜東礦巷道埋藏深,地壓大,巷道容易損壞。采用鋼管砼支架支護(hù)技術(shù),支護(hù)強(qiáng)度大,服務(wù)年限長(zhǎng),可以滿足安全生產(chǎn)需要。

鋼管混凝土支架的研究和實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)——鋼管混凝土支架是一種承載力高，造價(jià)低廉，規(guī)格多樣，可適合各種地質(zhì)條件的新型支架。筒述了鋼管混凝土的工作原理，介紹了鋼管混凝土支架的實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)情況。

深井軟巖及動(dòng)壓巷道支護(hù)難度大,傳統(tǒng)的支護(hù)方式已難以滿足需要。為此研發(fā)鋼管混凝土支架,在實(shí)驗(yàn)室測(cè)試支架的力學(xué)性能,試驗(yàn)支架采用φ140mm×4.5mm鋼管和c40混凝土,由4段構(gòu)成,接頭采用套管連接。在側(cè)向約束、縱向點(diǎn)載荷加壓條件下,試驗(yàn)支架的極限承載力為1504.1kn,縱向極限壓縮變形為82.65mm,破壞方式為鋼管材料屈服破壞。與u型鋼支架相比,鋼管混凝土支架支護(hù)反力大、性價(jià)比優(yōu)越。鋼管混凝土支架在煤礦井下巷道支護(hù)應(yīng)用效果良好,有著廣泛的推廣應(yīng)用前景。

目前鋼管混凝土可縮性支架仍沿用u型鋼可縮性支架的接頭方式,致使鋼管混凝土支架優(yōu)良承載性能得不到發(fā)揮、總體承載能力不高?，F(xiàn)提出一種鋼管充填水泥瀝青砂漿的可縮性接頭。首先,需找出一種水泥瀝青砂漿配合比,接頭鋼管充填該配合比漿體,在額定工作阻力作用下,位于接頭鋼管上的開孔開始向外排出漿體。需要對(duì)漿體配比、接頭承載性能、接頭鋼管開孔面積等問題開展研究。

u型鋼管混凝土拱架作為1種新型的巷道支護(hù)形式,具有承載力高、穩(wěn)定性好的優(yōu)點(diǎn).基于u型鋼管混凝土的施工特點(diǎn),詳細(xì)闡述了u型鋼管混凝土拱架立體支護(hù)體系的設(shè)計(jì)內(nèi)容、施工工藝原理及施工流程,研究了其關(guān)鍵施工過程及操作要點(diǎn),并在趙樓煤礦成功應(yīng)用,取得了良好的支護(hù)效果.

針對(duì)隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)承載力發(fā)揮不充分、耐久性差等問題,文章以理論計(jì)算為基礎(chǔ),提出了以薄壁鋼管混凝土支架為主的支護(hù)方法。首先較為準(zhǔn)確地計(jì)算出隧道所需支護(hù)力、支架在原巖應(yīng)力作用下的結(jié)構(gòu)內(nèi)力,并且支架始終滿足支護(hù)力大于結(jié)構(gòu)內(nèi)力；然后設(shè)計(jì)了薄壁鋼管混凝土支架支護(hù)方案；最后對(duì)薄壁鋼管混凝土支架的壓力和位移進(jìn)行監(jiān)測(cè)分析。監(jiān)測(cè)結(jié)果表明:支架所受最大壓力不超過1.50mpa,所受最大位移不超過60mm,滿足隧道支護(hù)要求。

本文分析了深部大型機(jī)電硐室的工程地質(zhì)條件及其工程巖石力學(xué)特性，探討了深部軟巖機(jī)電硐室的合理支護(hù)形式和施工技術(shù)，提出了合理的支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工技術(shù)過程控制，深部軟巖機(jī)電硐室的二次錨、網(wǎng)、噴支護(hù)并采用錨索加固技術(shù)，有效控制了圍巖的變形，收到了良好的效果。

鋼管混凝土在錯(cuò)列桁架體系中的應(yīng)用——介紹了鋼管混凝土錯(cuò)列桁架體系的受力性能及特點(diǎn)。通過與鋼結(jié)構(gòu)及預(yù)應(yīng)力混凝土桁架相比較，表明該體系不僅具有良好的受力性能，同時(shí)還有很好的經(jīng)濟(jì)性。

鋼管混凝土應(yīng)用與分析——鋼管混凝土由于具有一系列優(yōu)點(diǎn)．近年來(lái)在我國(guó)的研究與應(yīng)用取得了令人矚目的成果。介紹了鋼管混凝土結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)．從多個(gè)方面分析了鋼管混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)用過程中的一些問題，并提出了自己的見解。