千米采深极软弱围岩煤巷过断层支护技术.pdf

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1、2014年第2期煤矿支护15石家庄中煤杯参评论文千米采深极软弱围岩煤巷过断层支护技术赵峰[徐州矿务集团有限公司平凉新安煤业有限责任公司，甘肃平凉744200]摘要新安煤矿自建矿以来，遇到了世界罕见、国内少有的软岩支护难题。本文阐述了煤巷过断层，密集使用钢管，借助锚索形成假顶的支护技术方案，取得了明显的控制效果。关键词极软弱围岩断层支护技术极为破碎，破顶以后，顶板更难支护，煤壁即罱两帮处的围岩也相对破碎。平凉新安煤矿位于甘肃华亭矿区崇信县2巷道设计支护方式境内，为侏罗系中下统延安组含煤地层。围岩多以泥质岩与砂质岩互层分布，形成年代巷道断面为矩形

2、，宽5000mm、高较近、胶结程度差，岩石主要矿物成分为粘3200mm。断面全部采用直径18．9mm、长土矿物和石英，矿物颗粒中间有较强的膨胀4300mm钢绞线锚索支护，间排距为800×性，即遇水后颗粒水膜加厚、吸水性大、易800(mm)，顶部采用直径18．9mm、长软化、强度和稳定性差。饱和状态下砂质岩8300mm的钢绞线锚索加强支护，间排距为单轴抗压强度在5．0～15．OMPa、泥质岩单1250×1600(mm)轴抗压强度在3．0～5．OMPa，均属不坚固岩层，属于典型的极软岩。煤层埋藏深度3巷道过断层支护技术700lO00m，矿井压力大

3、，巷道顶压底臌、两帮收敛严重。巷道围岩控制难度极大，将常规的过小断层方法主要有：注浆、架会对巷道掘进速度带来严重影响。棚及锚喷等多种方法。注浆一般采用注水泥、马丽散等方法，但是成本较高，也影响1工作面概况了巷道的掘进速度；采用架棚方式可以局部加强支护，但是受巷道断面影响较大；采用1207工作面走向长2400m，倾向长锚喷方式对巷道断面要求较高，对顶板围岩140m，煤层厚度4．8m，倾角4～10。。工要求也比较高。作面不仅埋深大，而且该工作面靠近安口一根据新安煤矿1207工作面地质资料，新窑向斜的轴部，小断层较为发育。煤层直上述几种支护方案均不

4、适合1207工作面巷接顶为泥岩或砂泥岩，厚度1．4m；老顶为道掘进过断层。结合矿上实际情况，提出巷砂岩或砂泥岩，厚度7．5m。巷道跟煤层顶道过断层的密集钢管超前支护技术方案，并板掘进，初期运输顺槽及回风顺槽均遇见一在断层前后的lOm范围内使用。条落差为5m左右的逆断层，为保证巷道的(1)顶帮支护正常掘进，需适当的进行破顶。断层处围岩巷道顶板选用6根直径18．9ram、长16煤矿支护2014年第2期4300mm的钢绞线预应力锚索(可实现连续必须使用优质湿柳木加工而成。一体化安装)和5根直径60mm、长4000金属网用直径6．5mm钢筋制成，规格

5、mm的钢管。顶板锚索间距为800mm，中为2000×900(ram)。间4根锚索杆垂直顶板布置，靠边锚索倾斜布置，距巷帮100mm，角度为30。布置。紧4巷道断层处围岩控制效果跟掘进头，巷道顶板处在已被锚索固定金属网的边缘，将一根钢管斜插入距金属网约采用上述的支护方案过断层后，在运输30mm的距离，随着掘进头的推进，钢管另顺槽及回风顺槽断层处前后5m处各布置测一头直接依靠金属网固定，钢管间距点，共4个测点，每当巷道推进30m以后650mm。顶板每排短锚索再加安设3根直记录一次巷道表面位移变形量。测点处的表径18．9mm、长8300mm锚索补强

6、支护。面移近量如下图2～图5所示。两帮各选用3根直径18．9mm、长+预板移近噩+底鼓量304300mm的根钢绞线预应力锚索及3根直径60mm、长3000mm的钢管。帮中部2根锚索垂直煤帮布置，上角锚索布置角度为O30609012015018021015。，且距顶板300mm，钢管布置方式与顶掘进距离／m部布置类似，实际布置方式示意图如图1(a)顶底板移近量所示。-_．一左帮移近量+右帮移近量逞460嚣0。0306090120150180210(a)俯视图掘进距离／mA—A(b)两帮移近量图2运输顺槽断层前5m处测点表面位移情况—●一顶板移近

7、量+底鼓量量：0(b)剖面图图1断层顶板密集钢管布置示意图(2)锚固方式锚索均采用端部锚固方式。(3)锚索排距冀曩350I—■苎—F；■-_．。L—锚索排距为800mm。(4)护表构件钢带采用直径12mm的Q235一AF(A3)型圆钢焊制，规格为长4160m、3360m、2560m三种。囤3运输顺槽过断层5m处测点表面位移情况菱形金属网用10铁丝编织，规格为从图2至图5中的(a)分析可知：在1000×6000(mm)和1000×3000(mm)断层附近随着掘进的进行，顶板下沉量一直两种。较大，最大可达97mm，经过一定的推进距木托板规格为40

8、0×200×50(mm)，离后，下沉逐渐趋于平缓至稳定，底鼓量也2014年第2期煤矿支护17+顶板移近量—●卜．底鼓量处于可接受的范围内。通过在金属网顶端植目200