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1、施工技术煤炭工程2007年第5期沿空留巷技术研究与应用12尹根成,张军(1山西焦煤集团公司屯兰煤矿,山西太原030206;2华北科技学院资源与环境工程系,北京101601)摘要:在沿空巷道受力特征、变形机理、影响因素分析和研究的基础上,结合屯兰煤矿12209瓦斯尾巷的地质特征和围岩特性,认为沿空巷道受采动影响后,复合层状顶板较破碎,易产生离层、回转、滑落和失稳破坏。提出了采用XPM材料作为注浆材料的锚网索注支护技术,并进行了现场试验。结果表明,采用XPM锚注支护技术能够保证巷道在
2、整个服务期内良好运行,在避免开掘新巷道所需巨大资金的同时,为困难条件下的沿空巷道支护探索了一种新方法。关键词:瓦斯尾巷;破碎顶板;锚注支护;XPM材料中图分类号:TD353文献标识码:B文章编号:1671-0959(2007)05003203屯兰矿为1997年新建现代化矿井,设计生产原煤450层错动首先是从顶板内部开始的,错动位移随岩层与顶板[2]万t/a,位于西山煤田的东北部,井田内地质条件复杂,给表面的距离的增加而增大。但是由于老顶回转对直接顶采掘带来了极大的影响。工作面12209尾巷约为2000m左的影响较为复
3、杂,造成直接顶各岩层间的相对错动变形变右,主要岩层为灰黑色泥岩、灰白色细砂岩及砂岩泥岩,化较大,与顶板表面距离无明显的变化关系。煤岩层整体呈单斜构造,倾向南东,平均倾角1~10。工12沿空巷道变形特征及影响因素作面中部发育有两个小的向斜褶曲,轴部分别位于距切眼通过诸多沿空巷道的现场观测发现,主要有以下变形580m和880m处。顶板压力较大,顶板破碎,滚帮现象较和破坏特征:严重,给支护带来一定的困难。顶板下沉,离层现象严重;底角和顶角出现明显内挤瓦斯尾巷属于沿空留巷,沿空巷道围岩处于非对称应收敛;底板出现明显底鼓;部分锚杆托盘受力过大,
4、被拉力状态,易使层状顶板产生横向错动变形,这种变形不同转反向;经常听到顶板有沉闷的岩层断裂声。于实体巷道的顶板变形。普通巷道煤壁两侧受近似对称的老顶及直接顶岩层的破断位置、煤柱尺寸、煤柱力学水平应力作用,巷道变形主要是由于水平挤压或低拉应力性质等对顶板的错动变形及下沉量均有影响,参数的确定状态及重力作用造成的;而沿空巷道顶板的变形主要是由应根据巷道围岩的力学性质、几何特性、开采厚度、层理于非对称的水平应力和老顶回转产生的剪切力引起的,破面的力学性质、破断岩块长度以及采空区充填状况等因素,坏主要是扭曲变形和顶角压应力集中引起的。本文采用有同时
5、要考虑巷道围岩变形的非对称特征。[1]利于形成刚性顶板或形成承压拱高强度锚杆支护,结合当岩层较坚硬且层间错动力较强,层间错动时锚杆被能有效降低顶角和底角应力集中的预应力锚索,以及提高剪断。此时锚杆失去效应,锚固结构完全失效,巷道顶板破碎围岩整体承载能力的XPM注浆联合支护方式。现场试的整体性完全破坏,锚固体由原来的组合梁变为叠合梁,验结果表明,锚网索注联合支护方式可有效修复困难条件顶板岩层的抗拉、抗弯能力大幅度减小。围岩极不稳定,下的瓦斯尾巷,保证屯兰矿生产正常接续。容易造成顶板事故。出现破坏失稳现象的主要原因是:对巷道应力估计不1沿空巷
6、道变形特征足,支护参数选择不合理;部分支护构件选择不合理;没11沿空巷道层状顶板的变形分析有加强对关键部位的支护和对底鼓的控制。1)老顶岩块的回转导致岩层沿层理发生横向错动,同2支护对策设计时造成沿空侧煤壁的压缩。2)由于老顶岩块回转对沿空煤壁的压缩作用,巷道顶12209尾巷属于层状复合破碎顶板,受到采动影响后,板下沉量沿顶板径向逐渐增大,在沿空煤壁侧达到最大值。具有冒落、错动、失稳危险,对于这种顶板很有必要采用[3]3)巷道直接顶岩层错动是由老顶回转引起的,因此岩锚网索注联合支护,并加强控制底鼓。所以,本巷道采收稿日期:2007
7、-01-07作者简介:尹根成(1962-),男,河北赵县人,高级工程师,北京科技大学在读博士,现在山西焦煤集团公司屯兰矿从事生产技术及管理工作。322007年第5期煤炭工程施工技术用高强锚杆+中空注浆锚杆+锚索+纳米级XPM注浆材料231施工方法+金属网的支护方式。1)采用中空注浆锚杆,浆液承压后从管顶端扩散充煤层和软岩采动巷道的可锚性差是造成锚杆锚固力低填,起到加固破碎围岩和悬吊作用。和失效的重要原因。利用锚杆兼做注浆管,实现锚注一2)根据岩石的裂隙发育,要求固顶的厚度及浆液能相体化
8、!是解决这一难题的一条新的途径。对于节理裂隙发互联结,形成整体,固顶的厚度确定为15m。育的煤层和岩体,注浆可改变围岩的松散结构,提高粘结3)固顶采用单泵双液注浆,在规定压力下
