钱家营矿深部井巷维修支护的认识和控制.doc

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1、钱家营矿深部井巷维修支护的认识和控制　　摘要：为了解决钱家营煤矿深部采区的巷道支护问题，实现既安全有效又经济合理，全面认识巷道承压应力的变化规律，尤其对采动波及范围大、频度高的石门巷道，初次施工过程中超前考虑适度强化支护原则，避免支护强度失当造成材料浪费或不足形成安全隐患.通过时石门巷道两帮和底板补强支护的工程实践，探索了深部围岩变形的原因和影响，较好地解决了石门巷道反复维修造成的安全和经济问题。　　关键词：井巷工程：全断面；分类控制；待变让压　　　　前言：随着科学技术的进步，煤矿井巷工程的理论和实践有了新的发展.松动圈的理论是井巷支护的基本观点，并被广大工程技术人员认同和采

2、纳，实践证明对巷道施工的项板控制效果显著。但在工程实践中，也存在认识上的不足、现场应变能力差等问题造成巷道支护失效反复维护的现象，本文通过对松动圈理论的多年的井工现场实践并提出根据地层赋存状况、岩层抗压和抗剪强度、巷道宽高比、地质构造评级等确定松动的范围最后确定支护原则和控制方法。　　　　一、井巷工程支护的目的　　　　井巷工程开挖后，原来地层赋存的应力平衡状态被打破，通过对开挖过程中形成的松动圈层进行有效支撑和维护以实现应力重新分布达到新的平衡，而且新的平衡状态在井巷工程的服务年限内保持基本稳定。往往在工程实践中支护设计大都是满足初期松动的支撑应力，对服务年限远期或后期松动和

3、采动波及应力改变考虑不足。　　　　二、井巷工程支护的基本观点　　4　　松动圈理论是目前分析巷道开挖后，围岩应力变化的先进的工程理论。工程实跋中，我们往往只注重了顶部的应力尤其重力状况分析并进行了锚喷、锚网喷、锚注喷、锚注网喷、锚网索喷和先锚后架等组合式比较先进的支承和维护方法，摈弃了木棚、钢铁支架、料石砌碹以及架喷等被动支护的落后方法，对松动圈层内的围岩通过锚的方式参与积极支护并使其成为支护体的组成部分，顶板的支护得到强化。所谓井巷工程松动圈是指地表以下的井筒、巷道和峒室等开挖后引起的原有应力平衡失稳，造成工程空间外岩层受自身重力、粘结力、抗压强度及地质与水文地质构造而松动甚

4、至破坏的周围岩体，需要进行支撑和穿结实现工程目的的范围。松动圈包括顶板、两帮及底板等三部分，是一个闭合的圈层。由于井下巷道大铆分都采用了半圆拱形断面，而顶板范围只是松动圈层的一小段弧长，两帮直墙与半圆拱顶相切连接，曲线连续但不可导，切点及直墙是应力集中区，底板是松动圈内应力集中释放区，两地脚是应力传递过渡区，两墙与底板是松动圈内受力最为集中的部位，却淡出了加强支护的范畴，导致工程服务年限内中途底鼓、片帮，而引起顶板冒落支护失效不得已再次甚至多次套修支护，造成安全隐患和人工、材料的大量浪费。　　　　三、井巷工程支护的方法和手段　　　　(一)一般井巷开挖后，初次压力是松动圈内的围

5、岩受自重、爆破作业、抗剪强度、构造程度及设计断面形状等因素影响和作用下，受力产生不同程度的蠕动、折断、翻转等失去自撑能力后的轮廓下沉、开裂、掉块的外部显现。临时支护的方法是利用锚杆的悬吊、挤压加固和组合粱作用把松动的围岩控制住，锚杆的着力基础(树脂锚固段)必须是稳定岩层，采用30～50mm初喷的方式封闭防止风化。第二次压力受围岩自撑、爆轰波、地质构造和应力重新分布等影响造成锚杆控制以外、轮廓以内和端头以内两个(0.4～0.6m)厚层的围岩、松动范围加大等的外部显现，时问需要60～90d(2～3月)，二次压力显现后再进行挂网补喷的永久支护作业，根据单孔月进度确定二次支护的滞后区

6、间。　　(二)基于上述支护观点改变锚杆的传统理论和实践。包括拱基以上放射状布置忽视底板和两帮的锚固、锚杆的长度固定不变忽视了岩性变化与层位赋存和节理裂隙存在的特殊性、只要是锚杆支护就是积极支护等传统的支护设计理念，改善支护结构和效果。松动圈包括顶板、两帮及底板等三部分，是一个闭合的圈层，该圈层的所有部位都受开挖影响产生松动.都应该确定锚杆的布置间距进行支护，并控制锚杆与岩层的角度大于30°且小于120°，锚杆的悬吊和组合梁作用都与岩层夹角的正弦成正比当该夹角等于零时，锚杆起作用的就只有挤压加固一项锚固作用，同时研发打底眼安装锚杆的高性能大功率打眼机具进行地脚和底板锚杆支护；锚

7、杆还应根据岩石抗压强度分部位使用不同长度甚至直径的锚杆，而节理裂隙间距小于200mm的区域适当选用长度大、直径粗的高强锚杆或锚索：积极支护的锚杆不仅在紧固时采用高强紧周工具对其施加一定数值的预应力，锚杆的杆体、螺纹螺母过盈配合及其托板、药卷的安装质量控制，锚杆的材料属性现状应为产品锚杆，改变现在的锚杆往往在巷道变形后才起作用使铺杆成为积极支护的主体。　　(三)根据围岩的岩性、节理裂隙等构造、煤岩互层石门巷道的矿压特点；首先，由于岩层的弹性模量低和临时支护，松动圈内的弹性势能积聚引起形变，岩层的弹性模量越