玉溪煤矿巷道支护优化方案研究.pptx
玉溪煤矿巷道支护优化方案研究
汇报人：
2024-01-25
引言
玉溪煤矿巷道支护现状分析
巷道支护优化方案设计
巷道支护优化方案的数值模拟分析
巷道支护优化方案的现场试验
巷道支护优化方案的经济效益分析
结论与展望
contents
目
录
01
引言
煤炭资源是我国重要的能源之一，巷道支护是煤矿安全生产的关键环节。
玉溪煤矿地质条件复杂，巷道支护难度大，存在安全隐患。
优化巷道支护方案对于提高煤矿安全生产水平、降低生产成本具有重要意义。
国外研究注重巷道支护与围岩相互作用机理、支护系统优化设计等方面，具有较高的理论水平。
目前，针对玉溪煤矿特定地质条件下的巷道支护优化方案研究相对较少。
国内研究主要集中在支护材料、支护结构和支护技术等方面，取得了一定的成果。
分析玉溪煤矿地质条件及巷道支护现状，提出针对性的优化方案，并进行实验验证和数值模拟分析。
研究内容
研究方法
技术路线
采用现场调研、实验室试验、数值模拟和理论分析等方法，对优化方案进行综合评估。
收集资料→现场调研→实验室试验→数值模拟→理论分析→优化方案设计→实验验证→结论。
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玉溪煤矿巷道支护现状分析
玉溪煤矿目前主要采用的巷道支护形式为锚杆支护、锚网支护和钢架支护。
支护形式
支护材料主要包括锚杆、锚网、钢架、喷射混凝土等。
材料选择
部分巷道支护强度不足，导致巷道变形、开裂等问题。
支护强度不足
支护材料的选择和使用存在浪费现象，增加了成本。
材料浪费
施工质量参差不齐，部分巷道支护效果不达标。
施工质量不稳定
优化巷道支护方案，提高巷道的稳定性和安全性，减少事故发生的可能性。
提高安全性
通过优化支护材料的选择和使用，降低支护成本，提高经济效益。
降低成本
改进施工工艺和方法，提高施工效率和质量，减少后期维护工作量。
提高施工效率
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巷道支护优化方案设计
目标
提高巷道稳定性，减少支护变形和破坏，降低支护成本，提高煤矿生产效率。
原则
科学性、经济性、安全性、可行性。
根据巷道的地质条件、断面形状、服务年限等因素，选择合理的支护形式，如锚杆支护、锚索支护、金属支架支护等。
选用高强度、耐腐蚀、耐磨损的支护材料，如高强度钢绞线、玻璃钢锚杆、高分子材料等。
材料选择
支护形式
04
巷道支护优化方案的数值模拟分析
离散元法
运用离散元软件，建立巷道节理、裂隙等不连续面的模型，研究巷道在复杂地质条件下的稳定性。
有限元法
采用有限元软件建立巷道模型，模拟巷道开挖和支护过程，分析巷道变形和应力分布。
数值计算参数
根据玉溪煤矿地质资料和实验室测试结果，确定岩石力学参数、支护结构参数等。
03
方案三
采用锚杆+喷射混凝土联合支护，模拟结果显示巷道变形和应力分布均得到有效控制。
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方案一
采用锚杆支护，模拟结果显示巷道变形较小，但局部出现应力集中现象。
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方案二
采用锚索支护，模拟结果显示巷道整体稳定性较好，但成本较高。
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根据模拟结果，对不同支护方案的支护效果进行评估，包括巷道变形、应力分布、支护结构受力等方面。
支护效果评估
针对模拟结果中存在的问题，提出相应的优化建议，如调整锚杆参数、增加锚索密度、改进喷射混凝土配方等。
方案优化建议
探讨数值模拟在巷道支护优化中的局限性，提出未来可能的研究方向，如考虑流固耦合效应、引入人工智能算法等。
未来研究方向
05
巷道支护优化方案的现场试验
试验地点
玉溪煤矿某典型巷道段，地质条件复杂，具有代表性。
试验方案
采用多种支护方式进行对比试验，包括锚杆支护、锚索支护、钢架支护等。同时，对巷道围岩变形、支护结构受力等关键指标进行实时监测。
在选定的试验地点，按照设计方案进行巷道开挖和支护结构安装。对试验过程中的各项数据进行详细记录，包括围岩变形量、支护结构受力状况等。
试验过程
经过一段时间的观测，获得了大量的试验数据。通过对数据的整理和分析，得到了各种支护方式下的巷道变形和支护结构受力情况。
结果记录
06
巷道支护优化方案的经济效益分析
评估方法
采用成本效益分析法，综合考虑支护方案的投资成本、运营成本、维护成本以及产生的效益等因素进行评估。
评估指标
主要包括投资回收期、净现值、内部收益率等财务指标，以及安全性能、生产效率等非财务指标。
采用传统的木支护方式，虽然初期投资较低，但后期维护成本高，且安全性能较差，总体经济效益不佳。
方案一
采用金属支架支护方式，具有较高的承载能力和稳定性，虽然投资成本较高，但长期运营成本低，安全性能好，总体经济效益良好。
方案二
采用锚杆支护方式，适用于较稳定的巷道，投资成本和运营成本适中，安全性能较好，总体经济效益中等。
方案三
07
结论与展望
研究结论
玉溪煤矿巷道支护优化方案通过采用先进的支护技术和材料，显著提高了巷道的稳定性和安全