特大逆断层边缘厚煤层巷道锚杆支护技术的应用研究

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1、山西煤炭SHANXICOAL第30卷第6期文章编号：1672—5050(2010)06—0058—03特大逆断层边缘厚煤层巷道锚杆支护技术的应用研究乔庚(中国煤炭进出口公司山西中煤西沙河煤业有限公司，山西朔州036030)摘要：针对断层附近特厚煤体沿底掘进巷道维护困难的技术难题，采用岩层钻孔探测仪探测得知煤体破碎，裂隙发育情况，对厚煤层破碎煤体巷道围岩失稳原因进行分析，指出巷道围岩控制关键是及时有效地控制破碎煤体中裂隙的扩展贯通，防止破碎区扩大。据此提出“及时护顶，兼顾两帮”的围岩控制思路，并实施严格控制巷道成型，及时支护，高预应力锚杆

2、支护技术和锚索补强支护技术。研究成果在现场初步得到成功应用，为类似条件围岩控制提供了参考和借鉴。关键词：特厚煤层；巷道支护；破碎煤体中图分类号：TD353~．6文献标识码：A1问题的提出间。受大逆断层影响，断层周边煤层结构复杂，节理非常发育。近年来，我国煤巷锚杆支护技术取得了很大进9号煤层首采1901工作面采用综采放顶煤一展。在围岩地质条件较好的I一Ⅲ类回采巷道，锚杆次采全厚采煤法，该工作面位于FD2逆断层边缘，支护取得了显著的效果。但在复杂条件下的Ⅳ、V类距离断层线50m。且位于向斜轴部，煤层结构很不回采巷道，如破碎顶板、沿空留巷、水

3、患巷道以及高稳定。1901工作面运输顺槽沿煤层底板掘进，巷道应力和动载荷作用等条件下锚杆支护的效果不理想断面为矩形断面，宽4．4m，高3．5m。，特别是厚煤层破碎煤体中沿底掘进巷道锚固理论与技术仍需进一步的研究。厚煤层巷道的支护问3巷道围岩状况评估题成为综采放顶煤需要解决的关键问题。对比结合1901工作面运输顺槽在逆断层附近，受断层影西沙河煤矿9号特厚煤层在断层附近的综采放顶煤响，巷道所处的煤体节理、裂隙发育，巷道顶板的煤巷道的地质条件，通过对巷道围岩状况的评估，探讨体掘后立即冒落，造成巷道维护困难。为掌握巷道围了破碎煤体中巷道的失稳机

4、制，提出相应的巷道控岩裂隙的分布及变化情况，为巷道支护设计提供参制对策及控制方案，确保了巷道的安全使用。考，使用岩层钻孔探测仪进行探测，得到以下规律：2工程概况巷道所处的煤体完整性差，煤体中存在方向不同的弱面、裂隙，没有规律性，造成煤体完整性差，裂西沙河煤矿9号煤层首采区煤层。煤层厚度纹、裂隙的交叉、重叠处的煤体更加破碎。l1．40～16．06m，平均14．27m，全区稳定可采煤层，属特厚煤层。该煤层结构较复杂，含0～5层夹矸。4破碎煤体中巷道围岩失稳机制夹矸岩性多为泥岩、炭质泥岩。煤层顶板为泥岩、砂4．1巷道顶板煤体的变形破坏质泥岩，

5、底板为砂质泥岩。该区地质改造较复杂。为巷道位于煤层的底部，巷道顶板向上十余米都了弄清该区地质情况，进行了三维地震勘探。地震是煤体。煤体在断层等地质构造的作用下，节理、裂勘探在区内查明断层5条，落差均大于5ITI。其中最隙发育，巷道开挖后顶板的变形破坏分为两个阶段：大的FD2逆断层，走向大致以N50。E纵贯本区，第一阶段，已破碎煤体在揭露后短时间内松脱落差110～140m。其余断层落差均在5～30m之冒落。顶板破碎煤体冒落的力主要来自两方面，一收稿日期：2010—03—28作者简介：乔庚(1966一)，男，山西临县人，大学本科，工程师，从

6、事煤炭采掘技术管理工作。58第3O卷第6期VOI．3ONO62010年6月山西煤炭SHANXICOALJun．201O是煤体的自重；二是水平载荷，即在原始应力场中和完整性，充分发挥围岩自身的稳定陆和白承能力。水平应力及应力重新分布形成的切向应力作用下b．高预应力锚杆支护技术_5J。煤体中的锚杆与煤体发生剪切扩容，造成煤体原有裂隙扩展、贯通煤体组成一个复合的承载结构。这与在混凝土中加并产生新裂隙。同时煤体在垂直应力的作用下向下入钢筋，有类似的作用，可以改变煤体的力学性质，移动，出现松动，松动后煤体各块体间很难形成稳大幅度地提高煤体的强度，

7、提高煤体的自稳能力。定的嵌合关系来维持自稳。高预应力锚杆支护使巷道支护成为真正的主动支第二阶段，经过前期阶段的变形破坏，松动煤护，及时对煤体施加支护阻力，控制围岩裂隙的扩体传递载荷的能力大幅度降低，高应力向上部转展、贯通和变形破坏的发展。特别是对于破碎顶板，移，形成新的破坏区。已发生松动冒落煤体为深部高预紧力是提高锚杆支护效果的重要手段。煤体的变形破坏提供自由空间。如果支护不及时或c．锚索补强支护技术。锚索锚固范围大，能将锚所采用的支护不能有效地控制这部分煤体，在自重杆锚固结构悬吊于稳定的岩层中，而且锚索预紧力和上部煤体剪切扩容产生的膨

8、胀压力作用下巷道高、承载能力比锚杆大得多，所以与顶板煤岩体形顶板将发生松脱型垮落。成的“刚性”顶板承载能力大、稳定性高。4．2巷道两帮的变形破坏d．及时支护技术。由于煤体中裂隙发育，自稳巷道两帮在开挖后，应