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1、深井软岩支护技术探索孙国军（龙煤矿业集团股份有限公司七台河分公司总调度室）摘要:根据深井、软弱破碎围岩巷道支护存在的问题,针对新强矿条件,提出巷道围岩控制的3个基本途径:强化或改善围岩,矿压控制及经济有效支护。关键词：深井；软岩；支护技术ResearchonSupportingTechnologyforSoftRockinDeepMine一、概述随着开采向深部发展,围岩的工程现象和矿压显现也随之趋向复杂和恶化,特别是处于膨胀性岩体、泥质岩体遇水泥化等条件的巷道,由于物理、化学原因导致岩体承载性能衰减、岩体变形较大,影响支护效果。矿井软岩变形强烈,支护难度大,一方面是由于绝对深度增大,地压
2、升高造成的,更多是由于软、破围岩条件、采动影响、支护效能差及强度偏低等综合作用的结果。新强矿巷道围岩主要表现为碎裂和严重泥化的牦点。巷道在构造应力、采动应力及其他复杂条件影响下,短期内即出现变形破坏现象,新掘巷道维护周期短,失修率高,维护工程量大,大采深高地压软岩巷道支护成为矿区安全高效开采的瓶颈技术。根据多年实践经验,单纯依靠加大型钢和支护密度已被证明是一条行不通的死路,必须建立深井复合型软岩巷道围岩稳定的控制体系,形成多种有效实用的岩层控制手段,综合治理,使巷道维护状况得到根本改善。经过多年实践,新强矿形成了巷道围岩控制的3个基本途径,即:强化或改善围岩,矿压控制,经济有效支护。二、
3、围岩治理1、注浆加固改善围岩5仅从强化支护体强度来维护巷道,其能力是有限的。特别在软岩巷道,采取注浆加固围岩,能有效提高岩体强度,充填裂隙、封闭水源、防止围岩风化,显著提高支护效果。注浆具有先天的自优化特点,即浆液总是在软弱的破坏区最先充分渗入,浆液流动具有定向性,只要注浆钻孔在关键部位附近,浆液便可有效进人该区域,从而实现对关键部位有效加固。关键部位的有效加固将形成结构效应,大大减缓围岩的渐进破坏,并使围岩结构稳定性得到提高。在破碎松散岩体巷道实施注浆加固,可以使破碎岩块重新胶结成整体,形成浆液扩散加固拱,提高支护结构的整体性、承载能力和稳定性,强化已有的支护结构。注浆也可以使普通端锚
4、式锚杆变为全长锚固,使锚杆与围岩形成一个整体。利用浆液充填围岩裂隙,配合锚喷支护,能充分发挥锚杆的作用,大大减少失锚现象。2、优化设计,合理选择层位选择岩性较好的层位,尽可能避开地质构造破碎带,方便施工与后期维护。如三采区,主体巷道布置10煤底板,岩性以细砂岩为主,完整性较好。2005年施工结束至今,巷道基本无损坏;而二采区主体巷道布置在9煤底板,围岩主要是泥岩和砂质泥岩,节理发育,遇水易泥化,巷道维护十分困难,修护周期1.0－1.5a。3、加强管理,减少围岩损坏新强矿通过加强施工管理,减少对围岩破坏的措施主要有以下几点:(1)加强光爆成型,减少爆破对围岩的破坏。强化点炮眼管理,迎头设专
5、人点眼,提高点眼质量。加强炮眼施工管理,严格按设计落实炮眼施工参数。认真分段装药,微差爆破,保证光爆成型。(2)严格生产用水管理,避免围岩被水浸泡。新强矿大部分巷道布置在含泥成分较高的软岩中,遇水易泥化、膨胀破坏,因此,在施工过程中需加强生产用水的管理。及时打水沟排水,打水沟必须先铺底,然后浇灌两帮,防止水沟漏水浸人巷道底板。对不方便或不需打水沟的巷道,采取挖水仓、安设水泵、接管路排水。(3)巷道出现淋水、渗水,立即查明原因,采取切断水源、注浆封堵等措施。(4)及时支护封闭,避免围岩长时间裸露,减少风化破坏。5三、矿压控制1、矿压测定矿压分为原岩应力和次生应力,新强矿中部采区地压较大,受
6、8煤顶分层采动影响,地段矿压显现最强烈。2007年5-7月份,进行三维地应力测定,在Ⅱ826轨道巷布孔测量,施工直径130mm的钻孔取芯,然后预埋三维应力传感器,进行工作面采动过程中巷道围岩次生应力场监测,掌握其变化规律。结论如下:(1)测点深500m,Ⅱ826轨道巷原岩应力最大主应力为12.39MPa,垂直应力分量为7.66MPa,水平应力分量为11.17MPa。(2)Ⅱ825工作面采动影响范围约70M。(3)根据公式推算,工作面开采对底板围岩破坏深度为31m。2、矿压控制根据以上测定结果,采取以下措施:(1)根据Ⅱ826轨道巷测定的数据,推算设计深度巷道的原岩应力及采动影响强度,保证
7、经济有效支护。(2)根据采动影响范围及强度,提前对受动影响的巷道及时、有效、合理地进行加强支护。(3)优化设计,避免将巷道布置在采动影响范围内。(4)底板巷道尽可能布置在上部煤层开采破坏深度以外,在三水平采区主体巷道布置在煤层底板绣40-60M范围。四、巷道支护新强矿的深井软岩巷道支护思路是:复合支护,分步加固,动态维护。1、复合支护随着水平延深,开采深度加大,软岩巷道支护问题更加突出,单独采用一种支护手段很难取得预期效果。因此,必
