鸿升煤矿巷道支护设计

山西晋煤集团晋圣鸿升煤业有限公司兼并重组整合矿井巷道支护设计天地科技股份有限公司开采设计事业部山西晋煤集团晋圣鸿升煤业有限公司二零一零年十二月地址：北京市朝阳区青年沟路5号电话：[phone]邮政编码：100013传真：[phone]项目名称：山西晋煤集团晋圣鸿升煤业有限公司兼并重组整合矿井巷道支护设计委托单位：山西晋煤集团晋圣鸿升煤业有限公司受托单位：天地科技股份有限公司受托单位项目负责人：颜立新天地科技股份有限公司研究员受托单位项目主要参加人：郭相平天地科技股份有限公司工程师张占涛天地科技股份有限公司工程师姜鹏飞天地科技股份有限公司工程师李飞天地科技股份有限公司工程师方案设计执笔：郭相平方案审查：林健研究员姚建国研究员批准：孙震研究员目录前言....................................................................................................................................11锚杆支护设计方法介绍..................................................................................................22试验点调查和地质力学评估..........................................................................................22.1地层.........................................................................................................................22.2顶底板条件............................................................................................................32.3区域水文地质概况................................................................................................32.4区域构造................................................................................................................42.5地应力....................................................................................................................42.6粘结强度测试........................................................................................................43锚杆支护初始设计..........................................................................................................43.1巷道情况................................................................................................................43.2断面设计.................................................................................................................63.3巷道锚杆支护设计.................................................................................................64高强锚杆支护材料........................................................................................................224.1锚杆.......................................................................................................................224.2钢筋梯梁...............................................................................................................224.3树脂药卷...............................................................................................................224.4锚索.......................................................................................................................225井下施工工艺和安全措施............................................................................................225.1施工机具..............................................................................................................225.2施工前的准备工作..............................................................................................235.3施工工艺和技术要求..........................................................................................235.4安全技术措施......................................................................................................246矿压监测........................................................................................................................256.1矿压监测前的准备工作......................................................................................256.2矿压监测内容和方法..........................................................................................256.3监测仪器和物品..................................................................................................27晋圣鸿升煤业有限公司兼并重组整合矿井巷道支护设计2010年12月天地科技股份有限公司开采设计事业部1山西晋煤集团晋圣鸿升煤业有限公司兼并重组整合矿井巷道支护设计前言山西晋煤集团晋圣鸿升煤业有限公司位于晋城市城区西南约3km处西上庄吴家沟村，行政区划属晋城市城区西上庄管辖。其地理坐标为东经112°47′48″～112°49′06″，北纬35°28′28″～35°30′09″。矿井生产能力由150kt/a提升至450kt/a，整合后矿区面积2.7598km2。该矿井田位于太行山脉南端西侧，沁水盆地东南边缘，属低山丘陵黄土剥蚀性地貌，地形主要以平缓的黄土台、梁及冲沟为主，地形较简单。井田内地表总体地势为西部—东南部山梁高，东北及南的冲沟低。最高点位于井田西北部的山梁顶，海拔842.6m，最低点位于井田东北部边界的冲沟底，海拔733.2m，最大相对高差109.4m。井田位于沁水煤田东南部边缘，晋获断裂带南段，白马寺逆掩断层南东盘，井田总体呈向东南倾伏的单斜构造，地层走向北东－南西，向南东倾伏，倾角在3°~4°之间。综合原梨园煤矿和庞疙瘩煤矿构造情况，井田内未发现断层、陷落柱及岩浆岩侵入体，井田地质构造复杂程度属简单类型，为一类。山西晋煤集团晋圣鸿升煤业有限公司兼并重组整合矿井，为了保证矿区巷道安全和正常回采，以及加强矿井生产管理和煤矿安全管理，必须全面系统地掌握矿区的地质力学参数，为巷道支护及开采提供科学、合理的基础数据，解决矿区巷道的支护技术问题。因此山西晋煤集团晋圣鸿升煤业有限公司与天地科技股份有限公司开采设计事业部合作进行研究和试验，以确定鸿升煤矿巷道的合理支护方式及施工工艺。经过大量的基础参数搜集、理论计算，现提出鸿升煤矿大巷及工作面顺槽锚杆支护初始设计。该设计的主要内容包括：地质力学调查，支护形式和参数设计，支护材料选择，井下施工工艺和安全措施，矿压监测设计等内容。该设计实施于井下后，还应进行矿压监测，以验证或修改本设计，保证巷道安全。晋圣鸿升煤业有限公司兼并重组整合矿井巷道支护设计2010年12月天地科技股份有限公司开采设计事业部21锚杆支护设计方法介绍现有的锚杆支护设计方法很多，如基于以往经验和围岩分类的经验设计法，基于某种假说和解析计算的理论设计法，以现场监测数据为基础的监控设计法。大量实践经验证明，单独采用任何一种方法都不符合巷道围岩复杂性和多变性的特点，因而达不到理想的设计效果。只有采用包括试验点调查和地质力学评估、初始设计、井下监测和信息反馈、修正设计和日常监测的动态信息设计方法,才是符合井下巷道围岩特性的科学的设计方法。其中试验点调查包括围岩强度、围岩结构、地应力及锚固性能测试等内容，在此基础上进行地质力学评估和围岩分类，为初始设计提供可靠的参数。初始设计采用数值计算和经验法相结合的方法进行，根据围岩参数和已有实测数据确定出比较合理的初始设计。然后将初始设计实施于井下，并进行详细的围岩位移和锚杆受力监测，根据监测结果验证或修正初始设计。正常施工后还要进行日常监测，保证巷道安全。本设计包括试验点调查和地质力学评估，锚杆支护初始设计，井下施工所需材料、设备和工艺，矿压监测设计和仪器等内容。2试验点调查和地质力学评估2.1地层井田内含煤地层主要为上石炭统太原组（C3t）和下二叠统山西组（P1s）。(1)太原组（C3t）：为井田主要含煤地层之一，由深灰色～灰黑色泥岩、砂质泥岩、砂岩、石灰岩、煤层组成。含煤9层，自上而下编号为5、6、7、8、9、11、12、13、15号，其中可采2层（9、15号）。发育5～7层石灰岩，由下而上分别称为K2、K3、K4、K4上、K5下、K5、K6，是良好的对比标志（其中K2灰岩老资料标为K1）