顾北底臌鉴定项目科技成果验收证书

淮南矿业（集团）有限责任公司科学技术成果验收证书淮科验字［2009］第号成果名称：顾北矿巷道底综合治理技术研究完成单位：淮浙煤电公司顾北矿分公司安徽理工大学验收形式：会议验收组织验收单位：淮南矿业（集团）有限责任公司（盖章）验收日期：2009年12月20日淮南矿业（集团）有限责任公司二00七年制

简要技术说明及主要技术性能指标项目针对深井软岩巷道底微发生机理和防治措施进行研究，在资料收集、理论分析的基础上，结合室内试验、数值模拟等方法，设计出顾北矿深井软岩巷道底微的治理方案。项目研究得出以下主要结论：(1)由于软岩具有的软弱性和膨胀性，对于深井软岩巷道，其底股产生的主要因素是地应场中较高的水平主应力和岩石自身性质。底股产生的原因是巷道底板岩石在两帮压模效应和高水平应力共同作用下发生剪胀、扩容、滑移而向巷道内突起。所以要控制该类型底股，就要阻止大地压的作用。(2)软岩巷道底股不仅与底板岩层性质有关，还与巷道顶板性质、煤层性质有关。顶板岩层强度越大，支承压力峰值离巷帮越远，底微量越小；煤层强度较大两帮破坏范围较小，底朦量较小；底板岩层强度越低，底朦越强烈。(3)通过底板加固时不同锚索根数、长度和角度的分析，可知底板锚索减弱了巷道角部应力集中程度并在两帮和底角强化了围岩的强度，防止和减少了因底板围岩塑性变形、粘滞性流动和破裂围岩体体积膨胀造成的底朦，并在两帮和角部形成具有一定支承能力的承载拱以控制帮和底角塑性区的发展。(4)底板锚注支护在软岩巷道底朦治理中取得了较为理想的效果，它是一种改善围岩岩性和应力分布，提高围岩整体性和自承能力的有效方法。含裂隙体的岩体锚注加固后其强度和抗渗透性都有很大的提高。(5)项目研究表明，巷道底朦不仅与自身的岩石性质和地应力作用有关，底板的变形程度还受顶板和两帮的影响。通过数值模拟单独支护顶板、两帮及底板，可以得知，支护底板时，底微量明显减小，支护两帮时，底板变形程度改变不大，而支护底板时，底板变形减小很多。(6)采用注浆和钢筋混凝土衬砌对顶板加强支护，再采取卧底、底板锚注，有效地控制了底朦，用钢带将底板锚索相连对底朦控制效果更为理想。(7)由理论分析得知，锚注支护提高了围岩的自承能力，围岩及底板塑性区减小，并且锚杆及喷层内力大为减小，分布也较均匀，支护的受力特性得以改善，从而有效的控制了巷道底板的变形。(8)现场监测表明，采用底板锚注支护的11-2胶带机上山卸载架基础、13-1轨道上山绞车碉室底朦综合治理后巷道断面收缩率小，基础受力合理，满足生产要求。(9)项目研究了深井破碎软岩巷道地锚注浆加固新方法对底板进行治理，并成功应用于顾北矿底朦治理工作。实践证明，该方法对软岩巷道底段的治理具有显著技术经济效果，值得进一步大力推广。推广应用前景与措施项目在综述国内外关于底股原因和防治研究成果的基础上，阐述了软岩巷道底朦的类型及影响因素，分析了底朦产生的机理，建立了软岩巷道底微的力学模型，并推导出塑性区范围的相关表达式，计算出底板塑性区发展深度；结合顾北11-2胶带机上山卸载架基础、13-1轨道上山绞车碉室处巷道底板基础，考虑基础上所安装设备基础荷载大、变形要求严格等因素，对巷道底板岩石进行了室内实验，为分析底股巷道围岩稳定性和数值模拟提供了依据；采用FLAC-3D模拟计算，确定了对底板卧底结合锚索注浆加底板锚杆的底朦防治方案，模拟结果表明，采用该方案巷道两帮及顶底板均出现塑性破坏，底角和肩部的塑性破坏较明显，顶底板出现塑性屈服后渐趋于稳定，两帮则处于不稳定状态，并且在两帮出现了拉坏区，围岩应力分布范围明显缩小，受拉区、受压区和塑性区都显著缩小，巷道变形量明显降低,合理底角锚杆的选用，对控制底月民效果最为明显；课题对底朦治理前后的围岩收敛、松动圈和治理过程钢筋受力进行了现场监测。监测结果与工程实践表明，基础底板施工满足设计要求，基础受力合理并有一定的安全储备。采取锚杆、锚索等加固巷道底板基础，能有效地改善巷道岩石的应力分布，大大地减少巷道的位移量，提高支护结构的承载能力，保证基础底板的长期整体稳定性，可有效解决复杂条件下软岩巷道的底微问题。项目研究成果在顾北煤矿多条软岩巷道底股治理的工程实践中得到了成功的应用，为今后类似巷道底微治理工程提供了重要参考，对软岩巷道底朦机理和治理方法的完善和发展具有较大的推动作用，研究成果具有较为广阔的推广应用前景。主要技术文件目录及来源[1J康红普编著.软岩巷道底朦的机理及防治.[M].煤炭工业出版社，1993[2]潘一山.有限元数值分析方法分析巷道底股问题.[A].第一届中苏采矿学术交流会论文[C].泰安：山东矿业学院，1991[3]何满潮，邹正盛，邹友峰.软岩巷道工程概论.[M].徐州：中国矿业大学出版社[4]李之鹏.煤矿巷道底朦防治的井下实验研究.井巷支护与地压，1996[5]何满潮，孙晓明著.中国煤矿软岩巷道工程支护设计与施工指南.[M].北京：科学出版社，2004[6]夏向阳.深部高应力软岩巷道锚注支护数值模拟研究与应用.[学位论文].山东青岛：山东科技大学，2003验收意见淮南矿业（集团）有限责任公司组织有关专家对顾北煤矿与安徽理工大学共同完成的“顾北矿巷道底股综合治理技术研究”项目进行了验收。项目委员会听取了项目组的汇报，审阅了技术总结材料，经质疑与答辩，形成以下验收意见：.该项目提供的验收资料齐全、完整，数据准确，完成了项目计划任务书规定的研究内容,符合验收要求。.项目完成了以下研究内容：项目在综述国内外关于底朦原因和防治研究成果的基础上，阐述了软岩巷道底朦的类型及影响因素，分析了底股产生的机理，建立了软岩巷道底朦的力学模型，并推导出塑性区范围的相关表达式，计算出底板塑性区发展深度；结合顾北11-2胶带机上山卸载架基础、13-1轨道上山绞车碉室处巷道底板基础，考虑基础上所安装设备基础荷载大、变形要求严格等因素，对巷道底板岩石进行了室内实验，为分析底朦巷道围岩稳定性和数值模拟提供了依据；采用FLAC-3D模拟计算，确定了对底板卧底结合锚索注浆加底板锚杆的底朦防治方案，模拟结果表明，采用该方案巷道两帮及顶底板均出现塑性破坏，顶底板出现塑性屈服后渐趋于稳定，围岩应力分布范围明显缩小，受拉区、塑性区都显著缩小，巷道变形量明显降低。对底朦治理前后的围岩收敛、松动圈和治理过程钢筋受力进行了现场监测，监测结果表明，基础底板施工满足设计要求，基础受力合理并有一定的安全储备；采取锚杆、锚索等加固巷道底板基础，能有效地改善巷道岩石的应力分布，大大地减少巷道的位移量，提高支护结构的承载能力，保证基础底板的长期整体稳定性，可有效解决复杂条件下软岩巷道的底股问题。综上所述，该项目完成了计划任务书和技术合同的研究内容，项目研究手段先进，技术路线正确，保证了工程质量，具有较高的理论和实用价值。同意通过验收。验收组组长：年月日主管业务部门意见主管领导：年月日集团公司意见总工程师：年月日项目主要研制人员名单序号姓名性别出生年月技术职称文化程度工作单位对成果创造性贡献完成人签字12庞建勇男1964.08教授博士安徽理工大学理论分析、方案设计345夏艳华男1975.06副教授博士安徽理工