煤矿支护工毕业论文

中泰矿业掘进作业中存在的问题及对策论文

[摘 要]现阶段，人类对煤矿资源的需求量越来越大，在煤矿掘进过程中经常会用到支护技术，而且其中存在的问题也有待解决。鉴于此，笔者根据多年的工作经验，切实分析了中泰矿业掘进中支护存在的问题，并提出了相应的解决对策。

[关键词]掘进支护方式；问题；对策

引言

由于煤矿开采大多都在地下进行，安全事故时有发生，为了最大限度地避免安全事故的发生，就需要采用包括掘进支护技术在内的防护措施。但是我国掘进支护工作还存在一定缺陷与不足，这就需要在对煤矿掘进技术充分研究的基础上，更好地落实相关的措施。这样不仅能够有效提高煤矿开采的效率，而且也能提高煤矿开采的安全性。

1 煤矿掘进工作中存在的问题

巷道施工断面小

随着人们对煤矿的需求量越来越大，传统的拱形巷道难以支持煤矿的大量运输工作，这使采矿人员的工作受到阻碍，有的时候这些阻碍还能够引发严重的矿难，严重威胁了施工人员的生命安全，增加了社会的负担。而且中泰矿业传统设计的巷道断面较小，不足12㎡。很难使用大型的掘进设备，导致掘进单进水平无法显著提升，从而对矿井的经济效益造成了影响；另一方面，传统小断面巷道不能够有效地满足机轨合一的要求，也不利于矿井的通风，不能让巷道发挥它的最大作用。

煤矿支护技术落后

目前，我国很多煤矿企业的掘进支护技术都存在不同程度的`问题，这在很大程度上增加了煤矿掘进施工工作的危险性。因此，在进行煤矿掘进工作时，要根据矿井实际情况采取相应的掘进支护技术，特别是对于矿井矩形断面的支护工作来说，一定要采用合适的支护技术。然而，矿井在掘进过程中，为了一味追求进度，节省资金投入，以获取更大的经济效益，经常会采取简单的支护的技术，如工字钢棚支护，但采用简单的支护技术在遇到特殊地质构造，如断层、陷落柱等情况下，若不及时采取加固措施，改变支护技术，就会埋下一定的安全隐患。

机械化程度低

虽然我国煤矿行业规模非常大，但是很多企业的煤矿开采工作机械化水平较低，这不仅会无法满足生产需求，还会存在较大的安全隐患。现阶段，应用范围较广的煤矿掘进设备是悬臂式掘进机，但该设备仍需要工作人员在井下进行实地操作，且操作的过程比较复杂。所以，中泰矿业还需不断引进高机械化水平的掘进设备。

地质构造多施工条件复杂

矿井现掘进巷道地质条件变化较大，尤其向深部延伸掘进巷道均为穿层巷道，且受地应力作用影响较为明显，致使矿井岩巷掘进工作面存在后路浆皮开裂现象。同时巷道相过断层情况较多，巷道岩性多变，存在施工巷道迎头巷帮及顶板部位经常出现片帮、冒顶现象。

2 煤矿掘进工作问题的解决对策

增大巷道断面

随着煤矿开采技术的不断发展，不断出现的新技术为煤矿行业带来了很多便利，煤矿巷道的断面形式也从梯形逐渐演变为拱形，从而有效提升了开采和掘进的效率。断面形状的改变从使用价值角度来看，拱形相比其它形状，可以更大幅度的增大巷道断面利用率。现中泰矿业已全面增大巷道掘进断面，保证巷道的净断面在14㎡以上。矿井不断推广、应用大型断面，这更适合大型机械的施工条件，大型机械化取代手工劳动使得工作效率大大提高。

提高煤矿掘进支护技术

煤矿掘进支护技术关系着煤矿开采工作，在一定程度上影响着煤矿行业的发展。目前我国煤矿企业在煤矿掘进支护工作上采取的掘进支护技术较为落后，不能根据矿井具体情况实施相应的技术。因此，煤矿企业应当提高煤矿掘进支护技术，中泰矿业针对不同地质条件去选择形态不同的掘进支护技术。如矩形断面支护一般情况下需要使用锚杆索联合的方式来进行支护，这种支护方式是将锚杆插入钻好的孔口内，然后将锚杆固定到岩层中，用锚索使岩层结构向上移动，这样就能够提升岩层整体的稳定性以及安全性。如复合支护一般在多次返修、不稳定的巷道中应用，这种支护技术具有成本较小、材料简单、组装容易、技术简单的特点，不仅可以提高了巷道承载能力，还保证了周围岩石的稳定性，延长了巷道的使用年限，保证煤矿开采安全进行。对服务年限较短的巷道，可在保证巷道支护强度的情况下，采用锚网支护，喷覆盖浆，减少巷道施工成本，加快巷道施工进度，提高单进水平。

提高机械化程度

现下各行各业都在提倡智能化，先进的技术和设备的机械化有着密不可分的关系，这也对提升我国煤矿开采业的机械化水平提出了更高的要求。只有通过进一步提高开采的机械化程度才能够很好地提高企业的经济效益，让其在市场竞争中占有一席之地。这就需要从矿井环境的考察、机械类型的选择和使用方法等环节上进行改进。所以矿井要积极推广新工艺、新技术，大力开展技术创新和科研攻关，抓好科技创新增效益的亮点。要继续实施《岩巷中深孔爆破技术的推广与应用》、《机械化快速掘进技术研究》等科研项目，尽力掌握影响当前安全生产的关键技术，鼓励各类小改小革和发明创造。积极在岩巷掘进工作面推广实施ZWY-120-55L型挖掘式装载机+DSJ100/63/2×75（SSJ1000/2×75）型皮带输送机+卧仓的机械化作业线，避免在运输环节中出现的各种影响情况出现。

加强相过地质构造期间的施工管理

在施工头面相过地质构造期间，为保证现场施工安全，我们对该巷道掘进期间采取了积极有效措施，一是降低小班循环进度，将两掘一成施工工艺改为一掘一成施工工艺，避免大面积的顶板岩石冒落；二是在巷道爆破后，及时对巷道进行找顶并喷临时支护浆，采用锚喷支护外，在巷道掘进下一炮前必须将锚索梁支护紧跟窝头，确保施工安全；三是根据岩性变化情况及时修改爆破参数，对岩性较差的顶板或巷帮部位的周边眼进行多打眼并控制装药量，通过采取有效措施确保了现场施工安全，防止了巷道随掘随冒现象的发生。同时积极采用壁厚注浆的方法与锚索梁加固的方式对巷道进行联合加固，巷道通过注浆和锚索梁联合加固后，支护效果明显改善，巷道没有以往明显的破坏现象，此加固举措有效的控制了巷道的变形，延长巷道的服务年限，降低巷道的维修次数及维修资金费用。

总结语

总而言之，掘进支护工作是煤矿开采中的重要环节，其能为井下的安全和施工效率提供保障。但是我国当前掘进支护技术仍然存在很多问题，因此，相关煤矿开采企业要针对这些问题对掘进支护技术进行完善，不断研发新技术，并且要尽快实现掘进工作机械化，维护煤矿周围岩层的稳定，进而使煤矿掘进工作安全有序地进行。

参考文献

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[3] 陈黎明.煤矿掘进支护问题及应对[J].科技创新导报，2017，14（07）：43-44.

基坑支护论文开题报告

基坑支护是为保证地下结构施工及基坑周边环境的安全，对基坑侧壁及周边环境采用的支挡、加固与保护措施。是理论上尚待发展的综合技术学科。

毕业设计题目：郑州市豫东大楼基坑围护结构设计

学 院： 建筑工程学院 专业班级： 学生姓名： 指导教师：

2015年3月31日

一、设计的目的和意义

1.目的

毕业设计是培养学生综合能力的重要环节，根据土木工程专业的培养目标要求及毕业生的主要服务去向，通过毕业设计，使每个学生把所学的专业知识综合应用于实际工程设计中，使理论与生产实践相结合以提高工程设计能力，能独立进行基坑支护结构设计。通过该服务性办公楼地基支护结构设计，使学生在应用现行规范、标准、技术指标与经济指标等方面得到基本训练，达到对所学专业知识进行巩固、综合掌握和灵活运用的目的，提高毕业生分析解决问题的能力。 2.意义

本项毕业设计题目为郑州市某综合型服务性办公楼基坑支护结构设计，为详细学习和了解与基坑支护工程相关的知识，巩固之前学习过的土力学与地基基础、土木工程施工、结构力学、工程地质、水力学等专业课程，并按照现行规范，通过对实际情况的分析把它运用到生产实践中去，同时也培养了毕业生调查研究、查阅文献、收集和整理资料的能力。通过本次设计使自己能够理论联系实际，并为以后的工作和学习打下坚实的基础。

二、工程概况及设计条件

1.工程概况 (1)工程简介

本项目位于郑州市东二环某繁华步行街，基地面积为3500平方米。本项目为服务性办公楼，由主楼(地面三层)及二层地下室组成，总建筑面积为㎡。 (2)基坑面积及开挖深度

该工程建筑±相当于绝对标高+，室外自然地面平均标高取+;基坑开挖面积约2123㎡，基坑围护周长约210m，根据结构图纸，底板面标高为，底板厚为700mm，局部厚为1100mm，垫层厚为100mm。因此基坑开挖深度为米，局部电梯井、集水坑等落深尚未确定。 2.设计条件 (1)周边条件

本工程位于郑州市西二环某地块，周边环境情况较为复杂： 东侧：基坑开挖面与红线间距离为～米，红线外为中原大厦。该建筑物地上33层、地下4层，采用桩基础，与基坑开挖面最小距离为米。

南侧：基坑开挖面与红线间距离为～米，红线外为一栋居民楼。该建筑物主楼46层，裙房5层，地下3层，采用桩基础，与基坑开挖面最小距离为米。

西侧：基坑开挖面与红线间距离为～米，红线外为中原路。

北侧：基坑开挖面与红线间距离为～米，红线外为郑开大道。

基坑平面详细布置图如图1所示

中原路

图1 基坑平面布置图

(2)工程水文地质条件

根据《郑州市地块项目岩土工程勘察报告》，本工程基坑开挖影响范围内岩土工程地质有以下特点：

拟建场地现为停车场，场地地形基本平坦，实测各勘探点的孔口

地面标高在～米之间，一般地面标高在左右。

场地内①层填土较厚，在～之间，上部米为碎石、砖块、建筑垃圾等，下部为灰黄～灰色粘性土、粉性土，土质不均。 基坑开挖深度范围内分布有第②层粉土，富水性好，透水性强，在水头差的作用下易产生流砂等不良地质现象。

拟建场地浅部地下水属潜水类型，其水位动态变化主要受控于大气降水和地面蒸发，勘察期间实测取土孔内地下水位静止水位埋深在～，设计计算时地下水位取。

场区内第⑦层为承压含水层，承压水头在3～11m，其中⑦1层顶最浅埋深约为32米。经计算，按承压水头为自然地面以下3米考虑，当基坑开挖深度小于米时，可不考虑承压水对基坑突涌的影响。由于本工程底板处开挖深度为米，预计局部电梯井、集水坑处开挖深度不会大于15米，因此可不考虑承压水对基坑的影响。 场地内土层分布情况及基坑围护设计参数如下表(一)所示：

表1 土层分布情况及基坑围护设计参数

土层名 ①杂填土 ②粉土 ③淤泥质土 ④粘土① ⑤粘土②

厚度(m) ～ ～ ～ ～ ～

γ(kN/m3) ～ ～ ～ ～ ～

φ(度) 20～26 26～30 21～25 13～17 ～12

C(kPa) ～ ～10 15～17 16～19 18～20

渗透系数(cm/s)

注：C、φ均为勘察报告所提供的基坑支护设计参数(直剪固结峰值); (3)基坑侧壁安全等级及重要性系数

根据本工程的开挖深度、地质情况及周边环境情况，基坑安全等级为二级，基坑重要性系数γ0 = 。

三、结构设计任务及要求

1.任务

该工程是对基坑围护做排桩结合锚杆的设计。运用了所学的土力学及基坑围护设计等专业知识，结合毕业实习的现场实习经验，通过对勘察资料的分析，结合场地环境及工程实际并运用计算机应用软件进行设计计算。其主要内容包括：围护结构设计方案的确定、基坑降排水方案的选择、止水帷幕的设计计算、围护结构的.设计计算、主被动土压力计算、围护桩的配筋计算、施工方案的选择、基坑整体稳定验算、坑底抗隆起验算、抗倾覆稳定性验算、抗管涌稳定性验算、施工图纸的绘制等。 2.要求

目的：根据勘探报告资料和相关规范并结合专业知识设计合理的设计方案以达到实际工程设计要求标准。 主要指标：

(1)保证开挖面积达2459㎡; (2)保证基坑深度达;

(3)抗倾覆稳定性验算Ks≥; (4)抗隆起验算Ks≥; (5)抗管涌验算K≥。

四、支护方案比选

方案一：桩锚支护结构

特点：排桩包括单排装和双排桩，双排桩相当于一个插入土体的刚架，能够靠基坑一下桩前土的被动土压力和刚架插入土中部分的前桩抗压、后桩抗拔所形成的力偶来共同抵抗倾覆力矩。双排桩支护具有较大的侧向刚度，可有效地限制基坑的变形。双排桩支护结构作为空间超静定结构，整体性能优越，使围护结构纵向和横向的整体性都大大提高，从而使基坑的侧向变形和位明显减小。但双排桩支护对桩间土的要求比较高，所以在软土地区必须考虑加固问题。

当场地条件允许时，为节约成本，也可使用单排桩支护，单排桩刚度较大，也可以有效的抵抗倾覆力矩，从而控制变形。预应力锚杆的主要特点是通过施加预应力来约束基坑壁的变形，采用排桩与锚杆组合式支护技术，可以有效地控制基坑变形，大大提高基坑边坡的稳定性，特别是在基坑比较深，地质条件及周围环境比较复杂，而对基坑变形又有严格要求时这种联合支护型式更显示出它的优点。预应力锚杆增加了边坡的稳定性，减小了基坑的边线，在布置上也比较灵活。

当对坡顶的位移要求严格时，在上部布置预应力锚杆，当深度较深时，预应力锚杆均匀布置，因锚杆造价较高，为节约成本，锚杆与土钉可间隔布置，效果更好。这种复合的支护形式在边坡支护工程中应用广泛。

桩锚支护结构平纵剖面图如下所示：

图2 桩锚支护横向剖面图

图3 桩锚支护纵向剖面图

方案二：桩撑支护结构

特点：排桩的特点是侧向刚度大，能很好地控制变形。由于排桩部分嵌固于基坑底土层中，所以具有强大的抗拔力，有效抵挡基坑土层的倾覆力矩，从而保证基坑的稳定性。在土质较好的情况下可以独立使用并能产生较好的效果。内支撑的加入使拍桩支护的应用范围大大扩展，同时也减少了围护桩的长度，节约成本。特别是在一些土质不好的地区，桩撑支护的使用也取得了良好的效果。在深基坑工程中，可以设置多道内支撑，但是这样就会限制工作空间，特别是机械的使用，对工程的效率具有一定的影响。

复合土钉墙支护型式平纵剖面图如下：

图4 桩撑支护横向剖面图

图5 桩撑支护纵剖面图

方案三:排桩+土钉支护结构

特点：排桩的特点在前面方案中已做过详细介绍，这里主要针对土钉墙支护特点进行叙述。土钉墙用于基坑开挖支护能够显著提高边坡整体稳定性和承受边坡超载的能力，而且土钉支护施工设备简单，占用空间小，施工效率高，占用着周期短，对相邻建筑影响不大。此外，土钉墙施工没有噪音，振动小，不影响周围环境。土钉支护一般适用于地下水位以上或经过降排水措施后的杂填土、普通粘性土、非松散沙土边坡，即使有局部的软塑粘性土层，在采取一定措施后有可能采用土钉支护。土钉支护施工采用边开挖边支护，安全程度较高。由于土钉数量众多并作为群体起作用，即使个别土钉出现质量问题或失效对整体影响不大。但是土钉支护也有一定的缺点和局限性，主要是基坑变形大，由于土钉支护是一种被动受力支护形式，只有土体发生变形时土钉才会受力，因此基坑变形位移相对较大。所以土钉支护的应用受到基坑变性条件的限制，对于对基坑变形有严格要求的工程不宜采用土钉支护。

排桩、土钉支护平纵面剖面图如下：

图7 双排桩支护纵剖面图

图8 土钉支护纵剖面图

针对以上三种方案从技术经济性、施工难易程度、施工周期、对

结合本工程实际环境和地质情况等因素，根据以上方案从多方面进行综合比较后决定，选取方案一作为本设计的设计方案。

六、主要参考资料

[1] 建筑地基基础设计规范(GB50007-2002)及基础工程教材

[2] 岩土工程勘察规范(GB50021-94)及勘察测试教材

[3] 建筑地基处理技术规范(JGJ79-2002)及教材

[4] 高层建筑箱形与筏形基础技术规范(JGJ6-99)及高层建筑基础

教材

[5] 建筑基坑工程技术规范(YB9258-97)及深基坑工程教材。

[6] 浙江大学谢新宇、俞建霖主编.《特种基础工程》.北京：中国建

筑工业出版社,2006年2月第1版。

[7] 重庆大学张永兴主编.《岩石力学》.北京：中国建筑工业出版社，

2008年73期第2版。

[8] 基坑土钉支护技术规范(CECS 96:97)

[9] 土工试验方法标准.(GB/T50123-1999)

[10] 土工试验方法标准(GBT50123-1999)条文说明

[11] 《原状土取样技术标准》(JGJ89-92)

[12] 中华人民共和国建设部.建筑制图标准(GB/T50104-2001)，

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[13] 中华人民共和国国家标准.混凝土结构设计规范

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[14] 《建筑边坡工程技术规范》(GB50330-2002)条文说明

[15] 《建筑桩基技术规范》(JGJ94-94)

[16] 《土层锚杆设计与施工规范》(CECS22-90)

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