深部巷道支护系统模拟研究

作者:未知

  摘 要:本文针对深部巷道支护系统的模拟情况进行分析,为保证系统模拟的有效性和针对性,与某煤矿进行结合分析。这样不仅能够从根本上对各种不同类型的支护方案进行合理的选择和利用,而且还能够发挥出良好的支护效果。
  关键词:深部巷道;巷道支护;系统模拟
  煤矿资源一直以来都是我国社会经济发展过程中非常重要的能源之一,也是目前人们日常生活中非常重要的资源。特别是近年来,对各种不同类型的资源和能源需求量不断增加。在这种大环境背景下,煤矿企业要加大对煤矿资源的开采力度,但是由于煤矿井下作业具有一定的风险性。所以要结合实际情况,加强对深部巷道支护的构建,这样不仅有利于提高煤矿资源的开采率,而且還能够从根本上为井下作业人员的人身安全提供保障。
  1 某煤矿工程的具体情况
  在针对深部道支护情况进行分析的时候,为了保证系统在模拟过程中的有效性,需要与实际案例进行有效结合,这样有利于保证支护系统模拟构建的针对性。某煤矿工程的工作面东上顺槽的15层煤层,在经过对该煤层的测量之后,发现该煤层的厚度大概是1.3m,与此同时,煤层的倾角大概在22°左右。与实际情况进行结合之后发现,该煤矿工程的局部面是15和16层煤层的合层,在合层的中间的发育具有粉砂岩。在针对其自身的硬度进行分析的时候,发现与其相对应的普氏硬度系数f=3。除此之外,在针对该煤矿工程进行分析和研究的时候,与实际情况进行结合,发现其在直接顶为6m左右的粉砂岩的时候,处于这一层的岩层当中并没有任何水资源[1]。而在10m左右的中细砂岩当中,则直接是充水含水层,水资源在其中的富裕性达到了中等水平。另外,与实际情况进行结合之后,发现其底板厚度在1m左右的粉砂岩或者是泥岩中,已经可以呈现出团块的状态,并且其中并没有任何的层理。在进行实地考查和分析的时候,发现虽然其自身具有一定的膨胀性特征,但是由于其本身的厚度比较小,所以在具体开采过程,并不会导致巷道出现变形情况。
  2 深部巷道支护系统模拟
  2.1 不同锚杆间距巷道围岩稳定性
  在针对深部巷道支护系统进行模拟的时候,要与实际情况进行结合,采取有针对性的措施,实现对该系统科学合理的运作。这样不仅有利于保证模拟的有效性和针对性,而且还能够最大限度保证对巷道起到良好的支护作用。在具体操作过程中,可以结合实际情况,利用FLAC3D数值模拟的方式来进行具体操作,同时还可以通过这种方式,实现对各种不同类型方案的有效对比。在对方案进行对比和选择利用的时候,可以从中选择出具有经济性和安全性特征的锚杆支护方案,这样有利于提高支护质量。在针对不同类型的支护形式进行选择的时候,要与模拟方案进行结合分析,在方案的对比过程中,要对数值进行模拟处理。这样做的根本目的是为了对各个方案当中的优势特点进行分析,由于每一个方案在制定和具体落实过程中,在锚杆、间距等各个方面所成下处的预应力等都具有明显的差异性。所以要结合实际情况,积极采取有针对性的措施,这样才能够保证模拟的效果,同时还能够保证为深部巷道提出有针对性的支护方案。
  在针对两帮移近量进行分析的时候,要与各个不同方案中所呈现出结果进行结合,这样有利于选择出最优的方案。与支护方案1进行分析的时候,发现两帮移近量在81mm,而在利用支护方案2的时候,其中的两帮移近量已经可以达到90mm。除此之外,在利用支护方案3的时候,与其相对应的两帮移近量已经可以达到95mm。在这一背景下,将方案2和方案3进行对比分析,发现方案2的右帮移近量与方案3相比,要明显小一些。与此同时,方案1的右帮移近量与方案2相比,也要明显的小一些[2]。由此可以看出,在这几个方案当中,有关右侧的帮移近量范围,只有方案1的范围呈现出明显缩小的状态。
  2.2 不同锚杆预紧力的巷道围岩稳定性
  在与实际情况进行结合分析之后,发现在针对深部巷道支护系统进行模拟处理的时候,为了保证最终模拟结果的有效性和稳定性,必须要结合实际情况,对巷道围岩本身的稳定性进行研究,这样不仅有利于从中选择出符合实际要求的支护方案,而且还能够从根本上保证支护效果。
  在针对各种不同类型的锚杆预紧力巷道围岩稳定性进行分析和研究的时候,需要注意的一点就是,如果锚杆自身的间排距处于确定的状态下,那么锚杆最合适的间排距是800mm×900mm。在这种背景下,可以结合实际情况,对锚杆施加各种不同类型的应力,这样不仅从根本上保证可以选择出最优的支护方案,而且还能够结合实际情况,对这些不同应力进行科学合理的判断。最终得出的应力分别是40kN、60kN、80kN。
  在与各个方案进行对比分析之后,发现锚杆自身的预应力如果比较高的时候,那么围岩自身会受到的施加压力就会越来越大。这样不仅有利于减少巷道在掘进过程中的风险因素,而且还能够从根本上保证锚杆的主动支护作用可以得到有效发挥。
  3 结束语
  在针对深部巷道进行支护系统模拟的时候,其根本目的是为了根据不同的实际情况,对现有的支护方案进行对比分析。这样不仅有利于选择出最符合实际情况的支护方案,而且还能够保证巷道围岩的稳定性,为井下作业人员的人身安全提供保障。
  参考文献:
  [1]杨永胜.软岩夹层巷道顶板安全控制及锚固支护方法分析[J].能源技术与管理,2019,44(01):79-81.
  [2]金银财,王子越.高预应力强力支护系统在高瓦斯煤层巷道中的应用[J].煤炭技术,2019,38(02):97-99.
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