深井高应力软岩回采巷道支护对策

《深井高应力软岩回采巷道支护对策》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、煤矿安全(2007一06)深井高应力软岩回采巷道支护对策高召宁’，2，孟祥瑞’(1.安徽理工大学资源开发与管理工程系，安徽淮南232001;2.西南交通大学土木工程学院，四川成都610031)摘要:通过对某矿回采巷道支护效果的调查，总结了该矿高应力软岩回采巷道现有支护方式存在的问题，阐述了该矿高应力软岩回采巷道在低围岩状态下的独特变形破坏特征，并且针对该矿井回采巷道提出了具体的支护对策。关键词:高应力;软岩;巷道结构;变形破坏;支护对策中图分类号:TD353文献标识码:B文章编号:1003一496X(2007)06一069一04随着浅部煤炭资源的逐渐减少和枯竭，开采深(3)瓦斯

2、含量高，由于瓦斯含量较大，掘进时要度越来越大，井巷工程的环境地应力水平也越来越经常进行钻孔提前抽放，破坏了煤层的稳定性，不利高，有些在浅部低应力状态下表现为硬岩特征的岩于巷道的维护。石，在深部高应力状态下则表现出大变形、大地压、(4)煤层顶底板砂岩裂隙水与上阶段老空区水难支护的软岩特征，成为一类特殊的高应力软岩。祸合作用严重。正常涌水量为3一5m3/h，最大涌20世纪末煤矿开采深度以每年8一12m的速度增水量为10m，/h。加，东部矿井正以每年10一25m的速度发展〔’一ZJ二(5)巷道断面的非对称性。巷道断面为直墙梯前苏联、德国、英国等主要产煤国的部分或全部矿井形:净宽4.o

3、m，中高2.6m。巷道断面高帮底角处目前也都已进人了深部开采，在深部高应力软岩支要破帮破底，对煤帮维护特别是高帮煤柱的完整性护上积累了许多宝贵的经验。然而，直至目前还未不利。能真正形成针对高应力软岩工程地质特征的支护方2岩体力学性质实验式〔3〕。为此，笔者对某矿井正在服务的回采巷道和正实验室研究表明，岩石在不同围压下表现出不在施工的回采巷道支护状况进行了调研(共调查了同的峰后特性，在较低围压下表现为脆性的岩石可3个回采工作面和3个掘进工作面)，总结了矿井高以在高围压下转化为延性，当岩石呈延性破坏时，其应力软岩回采巷道支护中目前存在的问题，分析了永久应变通常较大。根据研究的需求，

4、主要对砂岩、其变形破坏特点。泥岩的物理性质及自然状态以及饱和状态下的力学及变形特性测试，为最终成功进行工程治理提供可1地质环境特征靠的依据。表1为岩石物理一力学性质实验结果。某矿东12采区12117工作面回风顺槽工程特3深部高应力软岩回采巷道支护存在的问题性为:(1)采深大，应力高。该巷道地面标高+27.5(1)采用常规的端锚锚杆支护，其所形成的围岩自承圈厚度较小，一般情况，锚固后围岩的自承圈一+27.64m，工作面标高一650一690m，大采深引起的环境地应力的增强，是形成高应力软岩的外厚度约为600mm，难以抵抗较大的围岩压力。(2)采用工字钢棚支护时，初期支架对围岩约在因

5、素。束力很小，围岩变形无法控制，松动范围大，后期支(2)岩层软弱破碎。工作面总体为NE向单斜架受压后难以承受围岩变形带来的巨大压力，造成构造，煤岩层产状为20“一60“，乙8。一30“，断层构造棚梁弯曲下沉，棚腿挤出，支护失效，巷道断面快速和褶曲发育，受构造影响，煤岩层倾角变化大，巷道减小，影响行人、运输、通风等安全。起伏变化大，岩石破碎。(3)由于高应力或构造应力的澎响，使得巷道基金项目:安徽省教育厅自然科学基金(2仪巧划。12B)结构首先在较为薄弱的地方出现过量变形、围岩松煤矿安全(Tot‘’91)表1岩石物理力学性质岩层名称抗压强度抗拉强度抗剪强度弹性模量干密度湿密度吸水

6、率/MPa/MPa内摩擦角/(“)内聚力/MPa/GPa波松比cm·cm一3/%一泥一岩-49砂岩282320.9200.32602.5372507428.9l50.1287动和破坏，进而形成破碎区，破碎区的发展导致围岩固，由于锚索长度较大，能够深人到深部较稳定的岩自承圈破坏。层中，锚索对被加固岩体施加的预紧力高达200kN，限制围岩有害变形的发展，改善了围岩的受力4高应力软岩回采巷道围岩变形破坏特点状态，增加围岩自承圈厚度，实现厚壁支护;三是改(1)巷道变形量大。服务期间观测其巷道两帮变支护结构，在巷道的两底脚增加斜拉锚杆。移近量达到300一gOOmm;顶底板移近量为300-

7、(3)减少围岩的破坏，增大围岩的强度，提高围700mm。岩自承能力。巷道帮由于煤体松软，应采取良好的(2)自稳时间短，初期变形率大。巷道掘进的护帮金属格网里加铺塑料网，一方面可以防治片帮，第1一Zd，变形速度少的5一10m耐d，多的达50-保证锚杆的作用充分发挥，另一方面服务周期加长。loom而d。动压作用时还会影响自稳时间。(4)在构造段适当调整支护参数，加补锚索增(3)围岩的四周来压。强支护强度。(4)巷道变形的非对称性。巷道高帮变形比低(5)受煤层倾角影响，当巷道两帮的高差超过帮变形大