煤矿深部巷道变形修复支护研究探究

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1、煤矿深部巷道变形修复支护研究探究　　摘要：本文分析了巷道变形的原因，从支护角度提出修复支护的方法，从应用效果来看，这些支护方法成功地解决了深部巷道变形难题。关键词：矿井；深部巷道；修复；支护；分析中图分类号：TD163文献标识码：A文章编号：前言目前，我国煤炭开采采深以每年8—12m的速度递增，随着采深的增加，地应力也随之增大，与浅部开采相比，深部开采将出现更多的软岩巷道。软岩巷道变形特征可概括为：①变形速度快，变形强烈，持续时间长，具有明显的时间效应和空间效应；②软岩巷道不仅顶板下沉量大和容易冒落，而且底板也强烈底鼓，并长伴随着两帮剧烈位移；③软岩巷道围岩变形对应力扰动和环境变化异常敏感，受

2、硐室开挖、邻近巷道掘进或工作面回采采动影Ⅱ向等，囤岩变形明显增加；④软岩巷道自稳时间短。6在软岩中施工巷道，掘进较容易，维护却极其困难，采用常规的施工方法和支护形式、支护结构，往往不能奏效。我国大部分矿井在建井初期，施工巷道普遍存在支护强度低状况，造成巷道失修严重，危及矿井安全等情况，为保证矿井安全生产，许多生产矿井不得不抽调部分掘进队伍专门从事矿井维修工作，不仅浪费了大量的人力、物力、财力，影响矿井的正常生产接替，还严重影响了矿井的灾害治理工程的实施和安全生产。因此，深部软岩巷道修复成为了矿井生产的重要问题。1.深部巷道变形原因分析1.1重力应力场压力大由于深部巷道内原有的压力被破坏，压力不

3、再处于平衡状态，被弹性释放出来，造成重力应力场在围岩内不断发生变化，部分地点重力场的应力很高，使得作用在支护结构上的负荷很大，原有支护结构无法承载而遭受破坏，巷道发生严重变形。1.2围岩呈显著的软岩特征统计调查表明.开采煤层底板至巷道顶板的覆岩结构中.以泥岩和粉砂岩为主，占地层总厚的70％以上，普式硬度系数f=2～3，其中泥岩类岩石层理发育，强度较低，风化速度快，遇水易泥化。而且自稳性差，自稳的时间短，使得矿压显现更加明显Ⅲ1.3深部巷道支护强度不足。无法承载深部压力由于深部巷道内围岩内部压力不稳定。随着自由面的变化，原来巷道支护承受不了增加的压力，超出强度，主要表现为单根锚杆锚固力较低；锚杆

4、之间较少采用托梁、钢带等连接件；喷浆体网内不实，形成与岩体分离的浆体薄壳；施工质量较差。61.4支护方式与围岩条件不相适应破坏的巷道有的也采用U型钢可缩性支架支护,由于它是一种被动支护，基本上不具有初阻力，当巷道断面不大时，U型钢可缩性支架有一定的支护强度，但当巷道断面较大且变形量大时，虽然采用了U型钢可缩性支架。但常导致可缩性能失效.其支护强度也很有限。因此采用U型钢可缩性支架.在巷道压力作用下，产生失稳性变形，棚腿向巷道内侧倾斜，棚顶压弯扭曲，致使巷道不能满足生产要求。2.深部巷道变形修复中支护方法探索2.1锚网喷+U型钢可缩性支架支护随着煤矿开采深度的不断增加，煤矿机械化作业程度不断增大

5、，多出现跨巷道开采的情况，这就要求巷道的稳定性和承载力必须加强，一旦出现巷道变形，必须及时进行原因分析，尽快找到解决方法，修复变形巷道。这种情形下，深部巷道修复可以考虑采用U29可缩性支架加固，棚距0.7m；同时应采取暂留煤柱，避免重复采动影响等措施，以便顺利跨越诸巷道。工作面跨巷回采后，采空区下方巷道稳定性较好，改善了巷道受力状态，有利于巷道维护，降低了维护费用。U29钢棚收缩量不大时，可回收复用。这种支护方法在原鹤煤四矿得到了应用。2.2锚网喷支护6在支护上要做到科学合理.就要根据实际巷道情况进行具体分析解决。对于软岩巷道中，围岩变形量不大时，完全可以应用锚网喷支护。锚网喷支护具有很好的强

6、度和韧性，能够加强围岩的强度和承载力，这种锚网同时可以防止喷层脱落，并防止破碎岩石掉落，确保安全。这种支护方法适合于深部巷道初变形阶段，这阶段的巷道围岩内压力不大，不会产生变形自由面，通过锚网喷支护很容易达到巷道设计要求，保证安全生产。2.3锚注法对于围岩软弱的情况，在支护上要给围岩一定的变形空间。同时，要加固围岩强度，提高承载力，因此，对于类似的巷道变形在修复上要采取锚注锚杆法对围岩进行注浆，将软弱的围岩加固成一个有机整体，同时底板采取混凝土反拱支护，提高围岩强度和承载能力。此种方法在张小楼矿新大井深巷道变形修复中得到很好的应用。2.4锚注索动态支护6锚注索动态支护技术指的是及时喷层、适时锚

7、固、滞后注浆、锚索强化的动态分步加固技术方案。这种动态支护加固技术不但能够对新巷道起到很好的支护作用，还能对变形巷道进行修复加固，保证了巷道的稳定，降低了巷道的日常维护费用。锚注索动态支护技术在任楼煤矿得到了很好的应用。任楼煤矿在开采过程中，巷道受到采动影响，发生了不同程度的巷道变形。这种不同阶段的巷道变形，需要不同的支护技术进行有针对性的修复，而锚注索动态支护技术正适合不同阶段的巷道变形修复。因