对中泰矿业软岩工程支护技术的探讨

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1、对中泰矿业软岩工程支护技术的探讨摘要：面临着复杂的应力环境、支护方案不合理、施工工艺繁琐、支护成本加大、维修周期逐渐缩短等制约着矿井开拓延深，给深部矿井的安全带来巨大威胁的问题，从工程设计、支护设计、巷道施工、工艺改进等方面采取有效措施，提高技术水平，抓好软岩工程支护工作。　　关键词：软岩工程影响原因有效措施改进　　　　河南煤化集团公司鹤煤公司鹤壁中泰矿业有限公司位于鹤壁矿区中北部，为鹤煤公司的主力生产矿井之一。开采工艺有高档普采、综采、综放，采用全部跨落法管理顶板。矿井通风方式为两翼对角式，通风方法为抽出式。矿井进风井为三个，回风井

2、两个，即：生产广场主、副井和贾吕寨进风井，南翼和贾吕寨回风井。　　近年来随着矿井开采深度的加大，矿井深部岩层地应力亦加大，越来越多的巷道支护掘进工程尤其是软岩巷道支护技术越来越难。面临着复杂的应力环境、支护方案的选取和确定不够科学、合理，出现施工工艺繁琐；巷道常常出现前掘后修、多次翻修，造成支护成本加大；冒顶、片帮致使维修周期逐渐缩短等问题。这些都制约着矿井开拓延深，给深部矿井的安全带来巨大威胁，因而对深部岩层软岩工程支护技术的研究愈来愈重要。分析有以下几个方面影响原因：　　1、围岩强度低且层理、节理发育。在构造应力条件下，巷道围岩不

3、但破裂范围大，而且围岩的碎胀性表现得更为显著，造成巷道掘出后初期变形盐分剧烈，主要表现在顶板下沉、帮内移、底鼓、砼开裂等，使巷道支护无法正常使用。　　2、围岩的长期流变性。原支护形式不合理，采用传统的浅部线性设计理论，支护强度弱。巷道在围岩自身的流变性能下，支护形式仍然采用单一的锚喷支护，逐渐涉及上覆深部岩层破裂大，造成大面积顶板离层，下沉量偏大，导致巷道持续变形不能稳定，诱发巷道垮冒失稳现象的发生。　　3、水理作用。由于巷道围岩属强膨胀性软岩，遇水膨胀，导致巷道转岩膨胀严重，使巷道顶板围岩条件进一步恶化。　　4、围岩赋存深度大，巷道

4、围岩处于长期蠕变状态。环境地应力水平高，集中程度高，容易造成整个顶板破碎带垮落，形成高冒顶现象。　　为使巷道正常运输，必须采取有效的措施，控制底板变形，保证巷道稳定。应对软弱围岩的破除及时采用砼封闭，防止风化和被水侵使强度降低，有效地抑制深部岩层的高应力、低强度、强流变性的这一特点，使巷道长期处于稳定状态，减小返修的次数，保持巷道长期稳定。通过近几年的工程技术及施工实践，应着重从以下几方面改进：　　1、工程设计　　软岩工程设计无论是硐室还是巷道，首先工程设计时要考虑避开采动影响，优先将工程布置在采空区下，或工程要避开采动影响，尤其是要

5、消除开采集中应力区的影响；其次是要避开地质构造带，如断层带、破碎带等；第三要避开采动支承压力的影响，如断层煤柱，工作面不当开采形成的煤柱，有效控制围岩后续的碎胀变形。　　2、支护设计　　软岩工程设计仅靠一次支护，难以维护生产，要推行二次支护甚至多次支护。目前软岩巷道支护多采用两次支护，一次支护采用锚X喷支护，二次支护套架U型棚支护，可满足正常条件下的巷道支护需求。但在断层、煤柱或向斜轴下，受构造应力、开采应力集中的影响区域，锚X和U型联合支护还不能适应。软岩巷道支护设计首先要推广多次联合支护，一次支护首选锚X支护，二次支护要选择桁架锚

6、杆，或桁架支架（全封闭支护），三次支护要考虑注浆加固围岩。以最大地保持围岩的完整性，并限制围岩强度的降低。其次软岩巷道设计时要预留变形空间（200~500mm）。第三巷道支护设计时，要考虑加固巷道底板，底板要打锚杆，支架要选用全封闭支护。第四巷道施工时，要观测巷道顶底板和两帮变形观测和分析，根据巷道变化速率，科学确定二次（三次）支护时间。第五要考虑防渗水设计，防围岩膨胀。　　3、巷道施工　　软岩巷道施工首先要推广新奥法施工，抓光面爆破。其次要严格落实设计，严格锚杆间排距，U棚架设质量锚杆锚固力，U棚棚卡子的扭紧力。第三施工期间要抓水的

7、治理工程，防止软岩遇水膨胀变形，对于软岩巷道施工至关重要。　　4、其它　　软岩矿井在工程施工、巷道维修时，要注意“上下、左右、前后”的关系。“上下”要注意考虑上方工件面或巷道施工的影响，“左右”要考虑巷道施工或扩修，对相邻巷道的影响，“前后”要考虑巷道施工对掘进头后方巷道的影响，避免前掘后修，前修后坏。其次软岩工程施工要加强巷道收敛变形的观测和分析，总结评价工程设计，以便于工作于总结经验，近一步优化软岩工程支护设计。第三软岩矿井要加强水的治理和管理，对软岩支护关系重大，要引起高度重视。　　5、建议　　软岩工程设计随着矿井开采深度增加，

8、愈来愈重要，直接关系着矿井的安全，建议对软岩支护技术进行科技合作；与国内科研院所进行技术合作交流，可以到世界其它深井支护国家煤矿考察调研。多组织专家进行技术讲座，以开拓视野，尽快提高技术水平，抓好软岩工程支护工作。