复杂围岩环境下巷道底鼓治理方案研究5.28【最新资料】.doc
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1、大佛寺矿软岩巷道底鼓机理及控制技术研究陈跟马 张永涛 贺海鸿 张红卫(陕西彬长大佛寺煤矿有限公司,陕西彬县,713500)摘要:大佛寺煤矿40110工作面运输巷地板围岩松软破碎,巷道底鼓剧烈,给工作面安全生产带来严重影响。针对大佛寺煤矿运输巷底鼓治理难题,通过现场调查、地板岩性试验,结合矿井生产实际,分析了40110运输巷底鼓机理,得出地板围岩特性是造成巷道底鼓的主要因素;水理作用、支护体系不耦合、采动影响是巷道出现底鼓剧烈的诱导(加剧)因素。基于上述研究,提出了“泄压槽+底角锚杆+底板硬化”支护形式控制巷道地板围岩的稳定性。工程应用表明:巷道支护状况良好,巷道围岩保持了长期稳定,为矿井进一步
2、研究无底煤开采提供参考依据。关键词:松软破碎;围岩特性;底鼓治理;稳定性1.引言:底鼓一直是软岩巷道支护的一个棘手问题,影响巷道的正常使用,直至整个巷道报废。为控制软岩巷道底鼓,国内外学者对软岩巷道底鼓机理及控制技术开展了大量的研究工作,取得了一大批理论和技术应用成果。AAfrouz1指出,引起巷道底鼓的因素主要有三种:底板为松软岩层;巷道围岩中存在较高的岩层应力和水理作用。康红普等2-4分析底鼓产生的原因在于失稳的底板岩层向巷道内压曲、偏应力作用下的扩容、岩石自身的遇水膨胀。Gesel M、曲永新等5-6认为底板泥岩遇水膨胀是巷道底鼓的本质。王卫军等7-9对回采巷道底臌机制进行系统总结,指出
3、底臌主要来自底板破碎岩层的峰后变形,而顶板、两帮的变形对底臌亦产生重要影响。大佛寺煤矿40110综放工作面处于特殊围岩环境条件下,运输巷底臌剧烈、两帮破碎、顶板下沉,给工作面安全生产带来了困难。针对40110回采巷道支护难题,基于一体化综合控制思路,提出了“泄压槽+底角锚杆+底板硬化”支护形式控制巷道地板围岩的稳定性。现场观测结果表明,该支护方案对巷道围岩变形控制效果较好。2巷道地质与生产条件大佛寺40110工作面是大佛寺矿井在401采区东翼沿煤层走向布置的第四个综放工作面,北临40108工作面(已回采),西为辅运大巷,其采掘关系如图1所示。该工作面对应地表位于彬县城关镇菜子塬,中部、中西部为
4、宽缓的黄土台塬,东部和西部为沟壑地貌,地表最大标高1132.7 m,最底标高950.1m,煤层埋藏深度320.1451.7m。工作面内煤层赋存稳定,厚度8.312.7 m,平均厚度10.5 m。,煤层普氏系数为23。煤层伪顶为泥岩,厚0.75 m;直接顶为泥岩,厚1.53m,抗压强度24.6Mpa,软化系数0.4,属于易冒落半坚硬不稳定型;老顶:下部为粉砂岩,厚度3.18 m;上部为中粒砂岩,厚度8.88 m,其抗压强度63.76 MPa,软化系数0.50,属于半坚硬较稳定型。伪底以炭质泥岩为主,厚度 1.43 m。直接底为铝土质泥岩,厚度4.07 m,其抗压强度29.4MPa,经试验分析得到
5、,底板岩石高岭石含量高达13.22%,而Al2O3含量高达23.3%,软化系数0-0.15,属于不坚硬不稳定型。地板吕质泥岩暴露后,容易风化、软化及裂隙化,遇水极易发生膨胀,岩体泥化,比较破碎,对巷道支护极为不利。图1 40110工作面采掘关系示意图 3.软岩巷道底鼓特征分析(1)变形量大软岩巷道底板自身特征决定了巷道收敛具有变形量大的特点。根据测量结果,40101运输巷底板鼓起量大,最大可达1.5 m以上,严重影响巷道的安全生产。该巷道500m800m斜坡段,7d累计底鼓量最大达0.5m以上。(2)变形持续时间长软岩巷道底板鼓起具有显著的流变性,故其底鼓具有明显的时效性,对于软岩巷道底板而言
6、,剧烈的初始变形后,大约要数天甚至数月时间才能进入稳定变形阶段,围岩收敛停止得需更长时间,况且是否能停止收敛变形还取决于支护体系。监测资料表明, 该巷道500m800m段,开挖3个月后变形速率无明显降低,一般维持在3-8cm/d。而且由于这种流变产生的形变和围岩压力造成支护结构失效,围岩再次恶化并强烈变形,如此反复,也就是该巷道多卧底次返修仍未能有效阻止围岩变形和破坏的根本原因所在。(3)挤压流动性底鼓40110运输巷直接底富含遇水膨胀的高岭石矿物,其中该矿物质中Al2O3含量高达23.3%,浸水后往往会泥化、崩解、碎裂,甚至强度完全丧失,受巷道两侧岩柱传递的水平压力的挤压作用,使巷道两帮内移
7、,引起底板软弱破碎岩体向巷道内整体流动,导致底板岩层从表面向深部发生离层,并在巷道的中部鼓起进而断裂,形成离层性压茬状底鼓,如图2所示: 图2 挤压流动性底鼓4. 软岩巷道底鼓影响因素分析引起底鼓的因素很多,其中影响最大的是底板围岩性态和岩层应力,其次是水理作用,同时支护阻力和巷道断面形状这两个工程因素对底鼓量的大小也有重要的影响。4.1围岩性态40110运输巷道底板为3.91m的铝质泥岩,具有力学强度低及遇水易于软化、崩解等不良性质,对巷道稳定性最为不利,加之底板长期处于敞开无支护状态。因此当巷道顶板压力较大时,造成巷道底板出现应力集中现象,从而在巷道底板岩层中产生大量裂隙。随着两侧的挤压,
8、导致裂缝处的岩层向巷道空间弯曲,表现出显著的底鼓现象,进而直接影响巷道顶帮的稳定,产生顶板下沉,两帮内挤,从而造成巷道支护结构的全面失稳破坏。4.2采动影响40110运输巷与40108工作面之间留设的煤柱为50m。当40110掘进工作面距40108回采工作面相距30m时(沿巷道走向),巷道成型质量极度恶化,鼓帮、底鼓现象异常剧烈,巷道中间出现了宽10-30mm、深300mm的裂缝,且持续底鼓,通过人工起底来维持巷道的正常使用。受本工作面超前支撑压力影响,巷道围岩强度进一步减弱,尤其底板松软破碎岩体丧失其承载力。4.3水理作用 水对巷道底鼓的影响主要通过水理作用表现出来。由于掘进巷道经常积水,而
9、软弱岩体内节理裂隙发育,所以水很容易进入岩体内部,使底板围岩和部分巷旁岩体长期受到水理、风化作用,愈发加剧了围岩向巷道自由空间内的挤入趋势,加大了巷道底鼓量。4.4支护强度40110运输巷支护只注重巷道顶帮,未对底板进行任何有效的支护,底板长期处于敞开不支护状态,从而导致巷道底鼓量大于顶板下沉量。该巷道采用锚网索有效支撑巷道顶帮,而支护体系要承受住来自其周围的压力,为使其不被破坏,只得将各种受力向未进行支护的底板即弱面进行传递,破坏了底板原有的应力平衡,以致底板向有空间的巷道内隆起,造成巷道鼓底。在上述4个影响巷道底鼓的因素中,围岩性质是产生底鼓的最根本原因,也是巷道底鼓控制的重点。5 支护方
10、案设计(1)针对40110运输巷底鼓问题,认为“强顶、固帮和有效强化底板”是维护巷道底板稳定的关键。基于一体化(支护体和围岩)综合(顶板、两帮、底板)控制思路确定底鼓治理方案,将各个支护方式优点有机结合起来,互为补充,充分发挥支护系统整体承载能力10。在此基础上,提出“底角锚杆+底板硬化(加卸压槽)+补打顶帮锚杆(索)”联合支护方式,支护形式如图3所示。为了确保设计方案在整条巷道实施可行性,选取40110运顺450m-480m作为试验段。(2)支护结构参数设计: 强顶: 顶板采用锚索加强支护,由原支护的“2+1+2”布置形式增强为“2+3+2”布置形式,其间排距为18001200 mm,增加的
11、锚索通过锚固作用调动深部坚硬岩层的强度,和原有支护体一起增加了松动岩体的强度,起到强顶。 固帮:帮部加固可通过加大锚杆布置密度或长度来实现。由于该工程是修复巷道,施工时巷道围岩的松动圈已比较大,因此,宜通过增加锚杆长度来实现对两帮加固,即将帮部锚杆长度调整为20mm2300 mm。 底角锚杆:每侧布置2根,规格为18mm2000mm高强高预应力螺纹钢锚杆。底板铺设混凝土,浇筑混凝土强度等级为C30,水泥采用425#普通硅酸盐水泥,内掺防水剂,其铺设厚度200mm;规格为 400800mm的泄压槽作为试验段,施工完后在泄压槽上60010mm的钢板;在巷道左侧同时浇灌尺寸为300mm300mm的导
12、水沟。图3 支护方式布置示意图(修改)6 工程应用效果分析大佛寺煤矿40110运输巷采用“底角锚杆+底板硬化(加卸压槽)+补打顶帮锚杆(索)”联合支护技术防治巷道底臌,通过对巷道顶板下沉量、两帮位移量和底鼓量的观测,巷道顶底板位移量明显减小,巷道底板未出现裂缝,顶板未出现离层脱落等其它变化,巷道支护完整、断面均能达到设计要求。巷道淋水及渗水均通过导水沟集中排出,大大控制了巷道淋水及底板渗水而导致巷道底臌的不利因素,试验结果如图4所示: 图4 巷道表面位移时间关系观测数据显示,底鼓量最大180mm,平均128 mm,鼓出速率1.6mm/d;顶板最大下沉量67 mm,平均45 mm,顶板平均下沉速
13、率0.56 mm/d;左帮最大位移量75mm,平均50.6mm,左帮平均下沉速率0.64mm/d;左帮最大位移量44mm,平均29.5mm,左帮平均下沉速率0.37mm/d。矿压观测数据显示,巷道总体变形量较小,底鼓量大幅度降低,巷道达到稳定的时间明显缩短。7结论:通过对大佛寺煤软岩巷道底鼓机理及控制技术研究,获得到如下结论:(1) 从工程地质条件、采动影响等方面分析40110运输巷底板变形破坏特征,提出围岩特性、底板遇水强度劣化、采动以及支护强度是巷道出现底臌、顶板下沉最终导致支护失效的主要因素。(2) 针对影响大佛寺40110运输巷道底鼓的四个因素,认为影响软岩巷道底鼓的最根本原因是围岩特
14、性,为此,提出了“强顶,固帮和有效强化底板”的软岩巷道底板围岩稳定性控制原则。(3)大佛寺煤矿40110运输巷工程实践表明:底板硬化+泄压槽+底角锚杆支护方式能够控制巷道底板的剧烈变形,巷道的稳定性大幅度提高,具有较好的经济效益和广阔的应用前景,为解决类似的软岩巷道底鼓问题提供了借鉴和参考。8 参考文献:1Afroaz,AMethods to reduce floor heave and side closurealongthe arched gater oadsMining Science and technology,1 990,1(1O):253-2632康红普编著软岩巷道底臌的机理及防
15、治M煤炭工业出版社,19933康红普软岩巷道和硐室的底臌机理及卸压技术的研究D徐州:中国矿业大学,19914康红普,陆士良巷道底臌机理的分析J岩石力学与工程学报,1991,2(4):362373 5GeselMDesign of Tunnels in Swelling Rock,Rock MechAnd Rock Eng,198720(4):2192426曲永新,谢兵,时梦熊,等地下工程建设中潜在膨胀性岩体的工程地质问题岩体工程地质力学问题(5),北京:科学出版社.7 王卫军,侯朝炯.回采巷道底臌力学原理及控制研究新进展J.湘潭矿业学院学报,2003,18(1):16.8 王卫军,冯涛.加固两
16、帮控制深井巷道底臌的机制研究J.岩石力学与工程学报,2005,24(5):808811.9 侯朝炯,何亚男,李晓,等.加固巷道帮、角控制底臌的研究J.煤炭学报,1995,20(3):229234.10 伍永平,高喜才,解盘石等.大跨度动压损毁回采巷道修复与支护技术研究J.岩石力学与工程学报,2011,30(增1):30163021.作者简介:陈跟马(1966- )男,陕西富平人,采矿工程师,现任大佛寺矿业有限公司执行董事、总经理,联系方式:029-34766118。以下是附加文档,不需要的朋友下载后删除,谢谢教育实习总结专题15篇第一篇:教育实习总结一、实习学校中学创办于清光绪33年(年),校
17、址几经变迁、校名几度易名,年,中学得以复名并于领导和老师,虚心听取他们的意见,学习他们的经验,主动完成实习学校布置的任务,塑造了良好的形象,给实习学校的领导、老师和学生都留下了好的印象,得到学校领导和老师的一致好评,对此,本人甚感欣慰。在这短暂的实习期间,我主要进行了教学工作实习、班主任工作实习和调研工作。二、教学工作方面1、听课怎样上好每一节课,是整个实习过程的重点。9月17日至9月27日的一个多星期的任务是听课,在这期间我听了高一级12位语文老师14节课,还听了2节历史课和1节地理课。在听课前,认真阅读了教材中的相关章节,并且简单思考了自己讲的话会怎样讲。听课时,认真记好笔记,重点注意老师
18、的上课方式,上课思想及与自己思路不同的部分,同时注意学生的反应,吸收老师的优点。同时简单记下自己的疑惑,想老师为什么这样讲。听完课后,找老师交流、吸取经验。12位语文老师风格各异,我从他们身上学到了很多有用的经验。9月28日至30日,高一进行摸底考试。10月1日至7日国庆放假,8日至14日高一学生军训。9日,我们几个语文实习生帮高二语文科组改月考试卷。10日,我们帮忙改高一语文摸底考试卷。11日至18日这一个星期,我到高二听课,听了体会到教师工作的辛劳,也深刻理解了教学相长的内涵,使我的教学理论变为教学实践,使虚拟教学变成真正的面对面的教学。要想成为一位优秀的教师,不仅要学识渊博,其它各方面如
19、语言、表达方式、心理状态以及动作神态等等都是很重要的,站在教育的最前线,真正做到“传道、授业、解惑”,是一件任重道远的事情,我更加需要不断努力提高自身的综合素质和教学水平。三、班主任工作方面在班主任日常管理工作中,积极负责,认真到位,事事留心。从早晨的卫生监督,作业上交,早读到课间纪律,课堂纪律,午休管理,自习课,晚自修等等,每样事务都负责到底,细致监督。当然,在监督他们的同时不忘结合他们的个性特点进行思想道德教育,以培养他们正确的学习目标.本文来自公务员之家,查看正文请使用公务员之家站内搜索查看正文。第二篇:高校生教育实习总结学校秉承“崇德、博学、强身、尚美”的校训,形成“以人为本,发展个性
20、,追求卓越”的办学理念,致力走“以德立校、依法治校、科研兴校、质量强校”的发展之路,全面推进素质教育,形成了“初见成效的人本管理,进取型的团队精神,低进高出的成才之路”三大办学特色。在均中近2个月的教育实习,时间过得很快,在这期间,我受益匪浅。我学会了如何教学,学习了如何应对学生之间的各种突发的事件,更重要的是让我感受到了教师这个职业的神圣重任,体会到了教师工作的辛苦,特别是班主任就比一般的任课老师付出的心血多一倍。以下主要对学科教学和班主任工作进行总结。1.听课来到均中的第1周,我主要是听课和自己进行试讲工作。我的指导老师鼓励我进行跨年级听课,推荐各个年级的优秀教师。我分别听了高中三个年级的
21、课,体验不同老师的讲课风格。在听课前,我会认真阅读教材中的相关章节,如果是习题课,则事前认真做完题目,把做题的思路简单记下,并内心盘算自己讲的话会怎样讲。听课时,认真写好听课记录,重点注意老师的上课方式,上课思想及与自己思路不同的部分,同时注意学生的反应,吸收老师的优点。同时简单记下自己的疑惑,想老师为什么这样讲。课后及时找老师对本节课的教学进行交流,学习老师的教学方法,体会教师应具备的教态及掌控课堂的方法。2.备课与上课来到均中的第2周,科任老师开始叫我备课,内容是蛋白质一节。自己终于有机会走上讲台,真正以一名教师的身份面对阅读,然后查看相关的教案及教学设计,上网查看相关教学视频。在把握好本
22、节课的教学重难点后,就是对教授班级的学生进行学情的分析,不同的学生知识水平是不同的。在备人生的第一节课中,真的是用了很大的功夫。由于是在普通班上的课,考虑到学生对相对抽象的知识学习比较困难,所以采用类比和直观教学,将直观教学法充分贯穿在本节课的教学设计当中。写好教案做好课件后请老师提出修改意见.本文来自公务员之家,查看正文请使用公务员之家站内搜索查看正文。第三篇:师范专业中学教育实习总结作为师范生地我怀着希望与期盼的心情来到腾冲县第一中学,开始了我的教育实习工作,转眼就到了月30日,我的实习生活也划上了圆满的记号,在这段时间里我紧张过努力过深思过,自信过,指导老师们,学生们见证着我的成长,在这
23、段时间里,我既是学生又是老师,作为学生我虚心求教,不耻下问,作为人师,我兢兢业业,倍感骄傲,这段时间我付出很多,收获的更多,也是在这段时间了使我完成了由学生到老师的心理准备和转变,现在我将我学习的情况做如下报告:实习的内容包括两部分课堂教学和班主任工作,基本情况如下;一课堂教学内容:本次教学课堂实习主要是实习高一(班级)的地理课教学,课堂实习工作主要是对地理课进行听课,备课,讲课,课后评课课外知道批改作业等。1,听课听指导老师在不同班级上课的情况,学习指导教师的讲课方法和教学模式流程,同时在听课过程中了解学生的情况,听课后设想假如自己上会怎样设计前后进行对比。2备课参考之前的听课记录,认真备教
24、材备学生,根据各班学生的特点,预测教学课堂中肯能出现的各种情况,参考配套练习册,结合指导教师的教学方法和教学模式流程及教学标准学校的具体情况设计不同的教学方法,教学环节,写出教案后给指导老师评价,在指导老师指出需要注意的地方后进行修改,最后充分熟悉教案。3讲课经过充分的备课之后进行的是讲课,讲课是根据自己的备课本来讲的同时根据课堂的具体情况来灵活处理各种预测不到的情况,及时改变教学方法,讲课是面对全体学生,以学生为主教态自然仪表大方教学语言简洁声音洪亮语速语调适中,讲课过程中不仅要完成课程内容,还要在课堂上布置课堂练习,观察学生的听课效果,为课后的评课做做准备,也为以后的课堂教学积累经验。4评
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