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东曲矿28808工作面皮带巷支护设计研究

更新时间:2009-03-28

1 引言

在我国,巷道支护的主要形式为锚杆支护,支护质量的好坏直接影响着工作面生产的安全进行。对于锚杆支护设计,主要有3种方法,理论计算、工程类比和数值模拟。其中,理论计算所利用的理论不同,计算结果也有所差异;工程类比更多的是作为一种经验推导,缺乏理论基础;数值模拟主要作为一种辅助验证的工具,一般不单独使用。因此,本文根据东曲矿28808工作面皮带巷实际地质情况,利用悬吊理论、自然平衡拱理论、组合梁理论3种,结合工程类比的方法,对巷道的锚杆支护进行合理设计。

2 工程概况

东曲矿位于山西省古交市东部,是西山煤电的主力矿井。28808工作面位于八采区,主采8号煤层,煤厚4~5.85m,平均4.94m,煤层倾角为3°~20°,平均4°,属于近水平煤层,煤层结构简单,含有1~2层夹矸;工作面走向长度约1100m,倾向长度约220m;煤层直接顶为2.9m厚的石灰岩,老顶为6m厚的细粒砂岩,直接底为4.1m厚的砂质泥岩。该工作面皮带巷为矩形断面,断面宽为5.5m,高为4m,现根据其实际地质情况,对锚杆支护参数进行计算研究。

3 理论计算

3.1 悬吊理论

悬吊理论认为,锚杆支护的作用原理就是将顶板中的不稳固岩层悬吊在稳固的岩层中。

3.1.1 锚杆长度

根据悬吊理论,锚杆的长度为:

黏度测量是很多化学反应,尤其是聚合反应过程中十分重要的指标,不同聚合物随着相对分子质量的变化,黏度相应呈现出不同变化规律,大致都是随着相对分子质量的增加,黏度也相应增加,这也是作为很多过程监控反应过程的测量手段和表征方法。因此,许多生产过程中都需要进行黏度的连续自动测量与控制[1-3]。

 

式中:l为锚杆长度,m;l1为外露长度,取0.15m;l2为锚固段长度,取0.4m;l3为有效长度,可根据围岩破坏深度取值,其表达式为:

用于果蔬采后病害防治的生防菌主要分为两大类,即果实表面自有的拮抗微生物和人为引入的拮抗微生物[23],其中,人为引入的拮抗微生物主要为植物内生菌[24]。

 

式中:C为巷道围岩破坏深度,m;σc为煤层抗压强度,取19MPa;γ为岩层平均容重,取25kN/m3;H为埋深,取320m;α为煤层倾角,取4°;M为采高,取4.94m;d为巷道宽度,取5.5m;μ为煤层泊松比,取0.35;φ为煤层内摩擦角,取32°;Kσ为全煤巷道应力集中系数,取4。将数据代入可得C=0.288m。

锚杆排距为:

3.1.2 锚杆直径

3.3.2 锚杆间排距

 

式中:d为锚杆直径,mm;Q为锚固力,取90kN;σt为锚杆抗拉强度,取560MPa。代入数据,得锚杆直径为d=14.21mm。

若选用直径为20mm的锚杆,其排距为:

因此,锚杆的有效长度l3=0.628m,所以锚杆长度为l=0.2+0.289+0.4=0.889 m。

由于地域风情的迥异,与家乡不同的自然与物质文化环境给留学生带来了最直接的地方感知,在相互作用下,形成了留学生对地方气候、设施、饮食等的满意度;良好的社交环境可以带来美好的回忆,留学生与社交环境的正向作用,可以使其产生对地方的依恋之情;随着时间的推移,留学生对地方功能(高校的教育功能、城市的生活功能等)的体验加深,能够不断形成和增进留学生的地方认同。因此,地方满意度、地方依恋和地方认同是留学生地方感的3个维度。

 

式中:a1、a2为锚杆排距,m;K为安全系数,取 2;其余符号与前面相同。假设a1=a2,则锚杆排距为1.3m×1.3m。

3.2 平衡拱理论

3.2.1 锚杆长度

鳗鱼骨是一种廉价的可再生资源, 从鳗鱼骨中提取复合氨基酸有较大的经济价值。产品中蛋白质含量可达27.5%~35%左右,钙的含量也非常高,并且是生物钙,有利人体的吸收。产品可以作为食品鲜味剂原料,也可以作为高级酱油原料,含多种氨基酸,特别是鲜味氨基酸含量高,且钙含量非常高,适合制作中老年人的强化钙、儿童的调味品基料,例如儿童强化酱油、中老年强化酱油、强化鲜味粉、鲜味汤料、鳗鱼精等产品。

 

式中,b为直接顶厚度,取2.9m;Δ为外露与锚固长度之和,取0.5m。代入得ld=3.4m。由于围岩破坏深度小于0.3m,故不需要进行支护。

3.2.2 锚杆排距

3.1.3 锚杆间排距

 

式中:Dr为锚杆排距,m;Pr为锚杆拉拔力,取260kN;K1为安全系数,取3;Qr为顶板载荷集度,取250 kN/m;其余符号与前相同。代入数据得Dr=1.98m

将图1中6个水文站作为分析对象,计算在不同保证率P(20%,50%,75%,90%,95%)情况下降水量XP[2]。

3.2.3 锚杆间距

每排锚杆有:

 

取整数,N=6个。

因此,锚杆间距为

五是环境行政监管和环境刑事诉讼之间的衔接有待加强。一些地方环境保护部门反映,最近几年,环境保护监管人员执法任务重,普遍感觉很疲劳,但是由于以前的监管疏漏,在中央环境保护督察的压力下,地方党委和检察机关加大追责的力度,环境保护行政监管人员被检察机关问询的事情时有发生,环境监管人员被追究刑事责任的在各地都有,如2017年全国共有4451人被处分,其中,山东、河北两个省份各超过500人;执法人员占55%,市县副局长占40%,局长占7%。这严重挫伤了执法的积极性。环境保护部门希望全面建立尽职免责的制度。

 

3.3 组合梁理论

The one who got slapped was hurt, but without saying anything, he wrote in the sand, “Today my best friend slapped me in the face.”

根据前面计算可知,巷道顶板破坏深度,即直接顶厚度为2.9m;则组合梁所受上部载荷为:

 

式中:λ为侧压系数,取1.1;其余符号与前相同。则锚杆实际的有效长度可以表示为:

 

则巷道所受水平应力为:

3.3.1 锚杆长度

 

式中:η为惯性折减系数,取0.75;σ't为直接顶抗拉强度,取3.5MPa。代入数据得l'3=0.477m。

此时,锚杆长度为:

 

锚杆直径的计算表达式为:

若选用直径为20mm的锚杆,其间排距为:

要想保证整个企业的不断前进和多元发展,不仅要有创新业务,更要有创新人才。说易行难,到底应该怎样去培养人才?

The study outcome was to evaluate the compliance of the Hospital personnel with a FIT-based screening program by measuring the personnel participation rates.

 

式中:z为锚杆直径,取0.02m;τ为锚杆抗剪强度,取550MPa。代入数据得a=0.43m。

综上所述,本研究结果具有较强的说服力,肯定了TAMs在预测NSCLC患者预后的研究价值,对临床有重要的指导意义。

4 工程类比法

西曲矿与本矿相邻,其28405工作面主采8号煤层,煤厚约4.5m,赋存条件与本工作面较为接近。

其支护参数为:顶锚杆选用20mm螺纹等强度锚杆,长度为1.8m,直径为20mm,顶锚杆共5根,采用矩形布置,间排距为1.1 m×1m。两帮采用树脂锚杆,直径为18mm,长度为1.6m,最上部的锚杆与顶板间距0.5m,间排距为1m×1m。

综上所述,开展社区肾脏健康教育讲座有助于提高居民对慢性肾脏疾病的认识,从而积极预防、早期筛查肾脏病,控制肾脏病进展。本调查的局限性在于:参与者多为时间相对充裕的离退休人群,年龄较大,且样本量较少。

5 确定支护方案

根据前面理论计算和工程类比的结果,把计算所得的锚杆支护参数总结汇总为表1所示。

 

表1 支护参数对比

  

悬吊理论 平衡拱理论 组合梁理论 工程类比锚杆长度/mm 889 3400 1077 1800锚杆直径/mm 15 20 20 20间排距/m 1.3×1.3 1.98×2.08 0.43×0.43 1.1×1.0

由表1可以看出,利用3种理论计算所得的锚杆长度相差较大,工程类比法所得参数大致位于理论计算的平均水平;锚杆直径所得结果基本相同,悬吊理论所得结果稍小,为安全起见,可采用直径为20mm的锚杆;利用组合梁理论计算所得的间排距最密,平衡拱理论最疏;悬吊理论和工程类比法所得结果十分接近。综合考虑各因素,工程类比法所得支护参数介于3种理论方法之间,结合其他工作面实际支护情况,该方案基本可以满足巷道支护的实际需求。

6 结论

根据工作面实际地质情况,利用理论计算和工程类比法对皮带巷锚杆支护进行设计,得到以下结论:

(1)利用悬吊理论、平衡拱理论和组合梁理论计算所得锚杆参数相差较大,工程类比法所得支护参数介于3种理论之间。

(2)综合考虑4种设计方法,结合矿井实际情况,最终决定选用工程类比法所设计的支护参数。

(3)巷道围岩破坏深度小于0.3m,按照理论,两帮不需要进行支护,但是,由于采高较大,为安全起见,两帮也按照工程类比所得参数进行支护。

在实际生产中,利用该参数对巷道进行锚杆支护,支护效果良好,保障了工作面生产的正常进行。

参考文献:

[1]康红普,王金华,林健.煤矿巷道锚杆支护应用实例分析[J].岩石力学与工程学报,2010,29(4):649-664.

[2]何满潮,苏永华,孙晓明,等.锚杆支护煤巷稳定性可靠度分析[J].岩石力学与工程学报,2002,(12):1810-1814.

[3]陈浩,任伟中,舒中根,李丹.不同支护条件下锚杆支护作用的模型试验研究与数值分析[J].岩土力学,2012,33(S1):277-282.

[4]李大伟,侯朝炯.巷道锚杆支护特性分析与应用[J].煤炭学报,2008,(6):613-618.

[5]陈庆敏,金太,郭颂.锚杆支护的“刚性”梁理论及其应用[J].矿山压力与顶板管理,2000,(1):2-5,89.

[6]侯朝炯,勾攀峰.巷道锚杆支护围岩强度强化机理研究[J].岩石力学与工程学报,2000,(3):342-345.

[7]徐长磊,郭相参.矿山巷道锚杆支护参数的设计方法[J].中国矿业,2012,21(S1):381-383.

 
李勇
《煤矿现代化》 2018年第04期
《煤矿现代化》2018年第04期文献

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