煤矿软岩治理关键技术研究应用西翼轨道巷底臌治理支护设计方案

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1、国家重点基础研究计划973项目现场科学试验工程亭南煤矿软岩治理关键技术及应用研究西翼轨道大巷（试验段）底臌治理支护设计方案国家重点基础研究计划973项目课题组淄博矿业有限责任公司·亭南煤矿中国矿业大学（北京）岩土工程研究中心二〇〇八年十二月19项目负责人淄博矿业集团：中国矿业大学（北京）：马厚亮董事长、教授级高工何满潮院长、教授、博导技术负责人淄博矿业集团：中国矿业大学（北京）：张文副总经理、高工孙晓明副教授、博士亭南煤业公司：赵庆民总工、高工项目主要研究人员淄博矿业集团研究人员：中国矿业大学（北京）研究人员：张文副总经理、高工何满潮院长教授博导赵庆民总工、高工孙晓明所长

2、副教授博士吕强副总工、高工郭志飚博士后高汇斋工程师张浩高工陈方明副科长李国峰博士后杜林技术员张国锋博士研究生王炯博士研究生贾云东硕士研究生王福强硕士研究生19目录前言1第一部分支护设计图纸2一．东翼轨道大巷断面支护设计图3二．钢筋网加工图4三．联网器加工图5四．锚杆（索）托盘加工图6第二部分支护设计方案7一．支护设计8二．支护设计参数表8第三部分施工过程设计9一．施工过程设计10二．施工工艺要求11三．注意事项12四．973项目科研组织管理原则13第四部分支护监测设计方案14一．支护监测目的及内容15二．巷道围岩表面位移观测16三．锚杆受力监测16四．监测仪器及数量18五

3、．数据处理及日常监测记录表1819前言亭南矿井位于彬长矿区中部，紧靠312国道，交通便利。初步设计井田面积33.82km2，主采侏罗系8号煤层，煤层平均厚度8.29m，地质储量39883万吨，可采储量18429万吨，煤质为中灰、特低硫、低磷、中高发热量的优质烟煤，属不粘煤31号，煤层倾角2-7度。煤层有自燃发火倾向，煤尘有爆炸危险性，矿井初步设计按高瓦斯矿井，水文地质条件为中等类型，预计正常涌水量360m3/h，最大涌水量560m3/h。矿井设计采用一对立井单水平开拓全井田，井口标高+856.3m，井底车场水平为+455m，沿煤层走向布置三条大巷，全井田划分为四个盘区；采

4、用单一倾斜长壁采煤法以综采放顶煤为主的采煤工艺，现回采工作面长度120m，推进长度850m。亭南矿区的煤系地层属中生界侏罗系地层，埋深在460～550m之间，成岩相对较差，含膨胀性矿物，该区侏罗系的地层中，泥质岩石的强度为16MPa，而煤层强度为36MPa，泥质岩石的强度低于煤层强度是本区岩石力学强度的一个显著特点。底板铝质泥岩暴露后发生底臌。底板岩石暴露以后，和空气中的水分子发生作用，容易风化、软化、裂隙化，强度随着暴露的时间而降低。一盘区东翼轨道巷、西翼轨道巷、西翼胶带巷、西翼回风巷等巷道，均出现了严重底臌问题，屡次返修都不能很好的治理巷道底臌，给支护与开采带来了很大

5、的困难，严重影响全矿的正常运输和安全生产。针对亭南矿区软岩工程的岩石强度低、易底臌等特点，本项目将研究适合亭南矿区的软岩支护理论、设计方法与配套技术，为高产高效提供技术保障，实现亭南煤矿全面、协调、可持续的发展，结合国家科技部重大研究计划973项目“深部煤炭资源赋存规律及安全开发基础研究”批准立项的机遇，选定亭南矿区典型软岩工程作为国家科技部重大研究计划973项目现场示范工程，本次试验工程以亭南煤矿西翼轨道大巷为研究对象，针对研究区域的工程地质条件，课题组进行了巷道变形破坏机理、物化成分和微观结构等方面的系统研究，提出了东翼轨道巷的底臌治理支护设计方案。19第一部分支护设

6、计图纸u西翼轨道大巷（试验段）支护设计图u钢筋网加工图u钢筋网联网器设计图u锚杆托盘加工图1919191919第二部分支护设计方案u支护设计方案u支护设计参数表19一、支护设计1．支护形式亭南矿西翼轨道大巷（试验段）底臌治理采用：反底拱+底角锚杆耦合支护形式。2．设计巷道尺寸设计断面形状为直墙半圆拱形，具体断面尺寸见设计图纸。3．支护材料及参数①底角锚杆：采用Φ43mm管缝式锚杆，长度2000mm，每侧两根，排距为800×500mm，内插Φ20mm长度1800mm螺纹钢锚杆，并注水泥浆。②金属网：采用Φ6.5mm钢筋焊接而成，网格尺寸100×100mm，网边缘用钩扣联结。

7、③干石灰粉：采用普通干石灰粉。④混凝土：浇筑混凝土强度等级为C30，水泥采用425#普通硅酸盐水泥，内掺防水剂。二、支护设计参数表支护设计具体参数详见表1。表1西翼轨道大巷（试验段）支护设计参数表锚杆用途型号位置长度直径间排距帮部补打锚杆左旋无纵筋等强螺纹钢锚杆距底板标高200mm200020/底角锚杆管缝式锚杆，内插螺纹钢锚杆平行布置200043800×500混凝土水泥型号强度等级厚度普通硅酸盐水泥425#C30200钢筋网型号钢筋直径网格尺寸网片尺寸焊接钢筋网Φ6.5100×100900×1500注：1.表中尺寸以毫米为单