复杂地层巷道支护与加固技术应用研究.pdf

《复杂地层巷道支护与加固技术应用研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、2014年第39卷第6期能源技术与管理Vo1．39No．6EnergyTechnologyandManagement37doi：10．39696．issn．1672—99432014．06．015复杂地层巷道支护与加固技术应用x0t-究郜建明(晋煤集团赵庄煤业有限责任公司，山西长治046605)[摘要]针对赵庄煤业公司矿井复杂的地质条件，提出全断面锚索支护、全断面二次注浆加固、全断面复注和复喷加强支护3种方案，运用FLAC。。进行数值模拟，在分析对比模拟结果的基础上，确定支护加固技术，并通过长期的跟踪监测确定支护方案的效果和可行性，成功地解决了赵

2、庄煤业矿井复杂地层下巷道支护与加固技术的难题。[关键词]复杂地层；巷道支护；围岩加固；数值模拟；注浆[中图分类号]TD353[文献标识码]B[文章编号]1672_9943(2014)06一O0373强低松弛预应力钢绞线制作，锚索孔+30mm；要1概况求锚固长度不小于1500mm；间排距设定为赵庄煤业公司矿井为晋煤集团新建特大型矿1050mmx1200mm。巷道的两帮采用低预应力井，设计生产能力600万t／a。而处于特殊地质条锚索支护：每个断面布置l0根22X5400mm件下各类巷道均布置在主采的3煤层中，主要巷锚索，锚固长度不小于1500mm。所

3、有锚索托盘道和硐室均采用锚网梁、锚索、喷浆等组合支护系采用高强度可调心托盘，为允许巷道两帮发生变统。地勘资料显示，赵庄煤业井下地质构造多、有形，释放内部高应力，对两帮锚索施加100kN的预较大的含水量、高瓦斯，煤质较为松软，顶板岩层紧力。锚索问排距为950mmx1200mm，北辅运巷存在不稳定泥岩层。由于巷道围岩条件复杂，随着的锚网喷支护结构如图1所示。顶板和两帮的钢矿井的开采，采掘动压影响导致巷道变形加剧，尤筋托梁采用616mm的钢筋焊接。钢筋网片用其是服务期长的矿井开拓巷道和准备巷道，严重6．5mm钢筋焊接，尺寸为1150mmx3000mm，

4、的变形破坏已影响矿井正常生产和安全⋯。因此，网孔为100mm的正方形，要采用不少于150mm亟需开展相关的研究，以从根本上解决深埋特殊搭接长度进行勾接。地质条件下巷道围岩稳定控制和支护技术难题，为煤炭资源的安全、高效开采提供理论支持和技术保障，这对赵庄煤业的可持续发展具有重要现实意义和工程应用价值。2巷道支护与加固技术实施方案针对赵庄煤业矿井的地质及围岩条件，提出以全断面锚索支护，全断面二次注浆加固和全断面复注和复喷进行加强支护。2．1全断面锚索支护巷道断面为矩形，原设计净断面为5600mmx图1北辅运巷全断面锚网喷支护结构示意图4350mm，考

5、虑两帮煤体的分区破裂导致的大变全断面锚索施工完成后，喷射混凝土对巷道形，确定煤帮和顶板预留150mm的变形量，喷浆厚围岩进行封闭。喷射混凝土选用C20，掺3％～5％度150mm，底板铺层厚度300mm，设计巷道掘进断的速凝剂，喷层厚度不少于100mm。面为6200mmx4650mm，净断面为5900mmx2．2全断面二次注浆加固4200mm。在上述初次全断面锚索支护加网喷支护的基巷道开挖成型后，顶板采用高强预应力锚索础上，对巷道浅部围岩进行低压浅孔注浆，实现对进行支护：预应力锚索采用622X8400mm的高全断面围岩进行加固。通过高预应力锚索的锚

6、固2014年第39卷第6期能源技术与管理V0l_39No．6Ener~TechnologyandManagement39表1不同支护方式下巷道围岩破坏深度l不同支护方式顶板／m底板，m帮部，m皇{无支护4．424．394．51司圈锚网索2．962．943．03锚网索+浅孑L注浆2．442．382．51_-，锚网索+浅孔注浆+深孔注浆1．281．221．53从图4和表1可以看出：巷道开挖后顶板和02O406080100120140两帮围岩变形破坏较为明显，以剪切破坏为主。最监测时间／d大破坏深度达4．5m左右。随着支护强度的提高，(b)2监测断面围

7、岩的塑性区破坏范围逐渐减小，采用锚网索+80浅孔注浆+深孔注浆加固后，围岩的塑性区范围量60减小到了1．5m左右。数值计算同时生成了位移倒班】云图，从位移云图数据可以得知，最大竖直位移发嚣40生在顶板中央，最大水平位移产生于两帮中央，且繇2O两帮的位移比顶底板的位移量大，为了方便分析将图中不O同8侧压6力系4数下2的最大围岩水平及竖直O2040608Oloo120l40位移列于表2中。由表2可知：随着支护强度提●＼▲监测时间／d高，围岩变形逐渐得到了控制。采用锚网索+浅孔(c)3监测断面注浆+深孔注浆加固后，围岩的最大变形量减小图5北辅运巷收敛变

8、形曲线到了75mm左右，有效地控制了围岩的变形。经过4个多月的连续监测，北辅运巷的两帮表2不同支护方式下围岩的最大竖直及水平位移最大移近