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深层高应力软岩巷道支护的研究

  • 投稿蔡的
  • 更新时间2015-09-14
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郜玉魁

(淮北矿业集团芦岭煤矿,安徽 宿州 234000)

摘要:本文依据芦岭-900大巷生产中所面临的变形、破碎等急需解决的问题,分别通过理论分析顶板来压、底鼓的原因,及后期采取的支护方案进行总结,得出了巷道围岩在不同支护方案下的围岩应力应变情况,为深部开挖总结一些经验。

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关键词 :软岩巷道;顶板来压;巷道支护;巷道底鼓

中图分类号:TD3文献标志码:A文章编号:1000-8772(2014)19-0203-01

1引言

巷道底鼓是一个非常复杂的物理变化及力学作用的过程,它与巷道围岩性质、应力状态及采取的支护方式有很大的关系[1-3]。芦岭-900大巷的底鼓,应该有以下原因引起的:

(1)围岩含有黏土类矿物成分。-900大巷为芦岭三水平开拓大巷,布置在10煤底板、局部围岩强度较低,围岩成分主要是粉砂岩,泥质胶结,性脆。顶板泥岩主要有高岭石等矿物含量较高。黏土矿物遇水膨胀是引起底鼓的重要物理原因。

(2)水的影响:-900大巷富黏土矿物的底板岩层长期处于侵水状态时,侵水进入岩层引起底板岩层体积增加,并且降低岩层强度,使底板成为释放地应力的突破口,加速底板变形。

(3)深部构造力的影响

围岩存在较大的自身重力。构造应力与巷道轴向夹角岩层的走向大概在20度左右,加速了巷道的变形量。

(4)巷道支护不合理

二次支护只是一次支护简单的重复,不能起到弥补加强的作用,而且后期的锚索退劲现象严重,锚索梁大规模的变形。

2 巷道底鼓的治理技术

2.1支护形式的确定

针对-900大巷的围岩条件和服务年限,结合近年来深部软弱岩层支护技术研究的最新研究成果,及-900大巷局部修复段的成功经验,提出了岩石内部加固注浆稳定围岩,外部骨架式钢带支护围岩的方式。然后采用深部高压注浆,延伸注浆半径[4-5]。

2.1支护参数的优化

注浆锚杆规格φ20×2000mm(利用钢管加工),一般滞后于二次支护后或穿叉于二次支护之间打设,全面断矩形布置,间、排距1600×1600mm。采用适时全面断注浆加固围岩。注水泥单液浆,水灰比1:1,注浆终压定为3MPa,封孔采用快速水泥卷,封孔长度500mm。

3 治理效果及结论

通过对巷道顶帮进行锚带支护、注水泥浆及底板锚注支护。封闭了巷道围岩的裂隙,也减少了底板进水量。使破碎底板围岩被胶结成拱形连续体,改善了巷道围岩的条件,提高了顶帮及底板岩层的硬度,增大了承载能力(见图1)。治理效果较好。

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参考文献

[1] 兰永伟,张永吉,深部开采条件下巷道底鼓机理的研究[J].矿业研究与开发,2005,25(1).

[2] 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,1993.

[3] 康红普,王金华.煤巷锚杆支护理论与成套技术[M].北京:煤炭工业出版社,2007.

[4] 何满潮,袁和生,靖洪文,等.中国煤矿锚杆支护理论与实践[M].北京:科学出版社,2004.

[5] 付荣,范明建.煤炭软岩巷道支护现状及发展趋势[J].煤,2007,16(6):10-13.

(责任编辑:赵蕾)