弱胶结软岩地层中煤巷支护技术研究.pdf

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1、总第180期doi：10．3969／j．issn．1005—2798．2014．08．016弱胶结软岩地层中煤巷支护技术研究王迎东，林登阁，杨秀丽，孙凯，(1．山东科技大学，山东青岛266510；2．山东省土木S-程防灾减灾重点实验室，山东青岛266510)摘要：查干淖尔一号矿井的主要巷道设在2号煤层中，为中生代白垩纪地层，成岩年代较晚，岩层胶结性较差，煤层顶、底板主要以泥岩、砂质泥岩为主，为典型的弱胶结软弱围岩巷道。针对该类软岩的特点，确定“一次高强、均匀让压，先柔后刚、柔让适度；二次强刚、阻抗防水，强

2、化围岩、整体稳定”的支护理念，在全煤巷道采用锚索+U36浅底拱型钢棚+锚注+底板抗阻锚索束加固方案，取得了良好的支护效果。关键词：白垩纪地层；煤巷；弱胶结软岩：支护技术中图分类号：TD353文献标识码：B文章编号：1005—2798(2014108—0036—03随着我国东部能源的逐步开采和西部大开发战护形式，但由于弱胶结软岩的高膨胀、高流变、大变略的实施，煤矿开采开始向西部转移。但西部复杂形特性。使支架后土层向软弱处流动，导致支架受力的地质条件。仅其在矿井建设中遇到的很多新问题，变形不均匀，辅运大巷多处

3、出现钢筋混凝土支架断出现了大量支护困难的巷道。其中，中生代弱胶结裂现象，如图1所示。钢管混凝土支架轴向抗压强软岩问题就是在我国西部煤炭开采中遇到的急需解度高，但抗弯、抗剪强度相对较低，支架支护力不能决的新问题之一。晚侏罗世一早白垩世是我国中生正常发挥。弱胶结软弱围岩巷道支护是制约查干淖代第三个重要的聚煤期，也是我国东北和内蒙古东尔一号矿井巷道快速施工的关键问题，急需寻求一部重要的含煤层系，多含厚或巨厚煤层。但是由于种新的支护形式以解决弱胶结软弱围岩巷道支护的地层中岩石成岩时间短、成岩环境差、岩石胶结性稳定

4、问题差，且岩石中粘土类矿物含量较高，遇水极易软化。现场直观表现为胶结差、易风化、强度低和成岩不完全等性质L1]。文章以内蒙古查干淖尔一号煤矿弱胶结软弱围岩巷道为工程背景，在综合分析巷道原有支护形式的变形和破坏特征的基础上．制定了相应的支护对策。为弱胶结软弱围岩巷道的支护提供了一定的工程参考。1工程概况图1辅运大巷120m处钢筋混凝土支架断裂查干淖尔煤田位于内蒙古自治区锡林郭勒盟阿2巷道破坏机理分析巴嘎旗新浩特镇东南70km处。矿井设计产量为2．1地质条件800万t／a，井田面积约83．4km。采用主斜、副

5、立钻探揭露该井田的地层自上而下为第四系、第混合开拓，井口标高为+1038m，副井井底标高为三系、白垩系下统巴彦花组。白垩系下统巴彦花组+858rn．风井井底标高为+837．5rn。2009年8月为含煤地层，岩性主要由泥岩、砂质泥岩、炭质泥岩、开工建设，2012年7月底，副井、风井已施工到井底粉砂岩和煤组成，上部含有薄层砾岩及含砾砂岩水平，主斜井井筒掘进一次支护至336m位置，成井巷道主要布置在2号煤层中，2号煤层顶、底板的岩至281m位置，二期井下大巷已施工875rn。目前石主要由泥岩、粉砂质泥岩等极弱胶

6、结岩层组成的已施工2煤回风大巷、2煤辅运大巷。由于侏罗一软弱岩层。在遇水或吸湿后，具有明显的膨胀、软白垩系软岩地层，岩层松软，施工后返修现象严重。化、崩解和泥化现象_2]。流变现象严重，强度很低，已施工巷道先后采用了锚网支护、工字钢棚支护、u稳定性差，是典型的弱胶结软弱围岩。型钢棚支护和高强钢管混凝土支架等高强度联合支收稿日期：2014-03-21作者简介：王迎东(1987一)，男，山东菏泽人，在读硕士研究生，研究方向为岩土工程。36王迎东等：弱胶结软岩地层中煤巷支护技术研究第23卷第8期2．2岩层成分分

7、析探明井下巷围岩的岩性，在2煤回风大巷有代表性巷道围岩的岩性是决定巷道围岩变形破坏的关的地段采取煤层顶底板岩样，利用D8一ADVANCE键因素之一，针对该地区煤层形成地质年代较晚，地型射线衍射仪对岩样成分进行物相分析。结果质条件特殊的特点，岩性的分析是极其重要。为了如表1所示。表1煤层底板岩石矿物组成(重量百分比W．／％)编号岩样取样地点ZSYHhJN3—1回风巷185ITI顶板粘稠状岩样46．36．143．83．7／／／3—2回风巷185m顶板含水略少岩样16．36．323．11．7／52．6／3—3回

8、风巷185Ilfl顶板表面风干状岩样36．56．352．94，3／／／4—2回风巷167m底板含细砂较多的风干岩样／4．39．1／28．527．721．09．44—3回风巷167rn底板含泥质较多的风干岩样／6．513．3／34．935．4／9．84—4回风巷167m底板含粗砂较多岩样／5．516．91．1／39．519．5l7．5注：z一珍珠陶土；S石英；Y一伊利石；H一黑五母；h-滑石；J一钾长石；N一钠长石；G一面岭石。