基于极限平衡理论的大断面巷道支护技术

《基于极限平衡理论的大断面巷道支护技术》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、2013年第8期中州煤炭总第212期基于极限平衡理论的大断面巷道支护技术隋世伟(平煤股份八矿，河南平顶山467012)摘要：突出煤层煤巷掘进在高位巷采取区域瓦斯治理措施后巷道变形仍然较大。在认真分析平煤股份八矿己。，-13330运输巷变形情况的基础上，得出高位巷的穿层钻孔及预裂爆破施工是导致巷道变形的主要原因。利用极限平衡理论提出采用锚网索+29U型钢托梁对大断面切眼进行支护，从而控制了巷道顶板下沉以及两帮的变形，现场应用效果良好。关键词：大断面巷道；极限平衡；支护技术中图分类号：TD353文献标志码：B文章编号：1003—0506(2013)08

2、—0072—03突出煤层巷道掘进困难，巷道掘进时间长，采用地层累计厚层厚，m『顷角／柱状岩石岩石特性系统度，m(o)名称锚网索支护对于服务年限较长的巷道具有重要意义。但受区域瓦斯治理工程布置、施工及地质条件浅灰色中粒砂岩，成分以长l3．1913．19砂岩石、石英为主，面含丰富的云母片。等综合因素影响，煤巷在未回采前即出现较大程度顶板下沉、两帮位移现象。因此，如何采取有效的支20．197．00砂质深灰色厚层状，层理明显，泥岩含云母片及植物化石碎片。——护技术控制巷道变形，对于提高巷道服务年限、实现——叠23_392．2O～3．5Ol1。己，5煤黑色块

3、状，半光亮型焦煤。安全生产具有重要意义。系3．20山29西．895．006—．58O．00一砂泥质岩顶部夹部化细为石砂深岩，色含泥白岩云母，含片植，物中根部1工程概况，含菱铁质结核。组311．加一2．2O．691己l6_I7煤半光亮型焦煤。平煤股份八矿己13330工作面位于己三扩大．8036条带状，顶部为深色泥岩，．895．20■细砂岩中部夹砂质泥岩。采区东翼下部，西起采区上山，东至9勘探线东200砂质灰黑色m处，南邻回采完毕的己"113310工作面，北部尚38．691．8O泥岩，含植物化石。未开发。该工作面切眼标高一460～一500m，对应40．

4、04l-35L-灰岩深灰色，底部为一薄煤。石垦地面标高+74～+76m，埋深534—576m。己．煤炭42842．80砂质深灰色，含植物化石，上部系．泥岩有一薄层泥质灰岩，黑色硬层为突出煤层，平均煤厚3．2m。煤层直接顶为砂块状。46灰及深灰色，并含有蜒科类质泥岩，厚7m，中间夹有1层煤线；基本顶为浅灰．443．60嚣L2灰岩动物化石。色中粒砂岩；直接底为厚2～6m的砂质泥岩。煤岩图1煤岩层综合柱状示意层综合柱状如图1所示。在煤层顶板10m处内错运输巷中对中15m、高位巷超前煤巷200m以上施工。煤巷顶板主要岩内错切眼中对中20m的位置布置高位巷，

5、采取穿层层为砂质泥岩，承载力较低。高位巷的施工使采场预裂爆破区域治理瓦斯。受运输巷高位巷布置影原岩发生了应力变化，区域瓦斯治理施工的穿层钻响，运输巷顶板下沉量较大，部分w钢带压裂，且顶孔及预裂爆破措施的执行使煤巷周围应力再次发生板水通过穿层钻孑L向运输巷渗透，造成顶板淋水，加变化。煤巷施工时，应力进一步重新分布。即煤巷剧了巷道的变形。切眼地质条件与运输巷相似，且经历“原岩应力一应力升高一应力降低一应力恢最大断面为6．4m×3．0m。复”的过程，从而导致煤巷煤体破碎、顶板产生一定2巷道变形原因分析的裂隙。文章表述的切眼埋深最大576m，受自重应力影响

6、较大，垂直应力达到14．4MPa，切眼在高运输巷高位巷内错运输巷中对中15m布置，且围压状态下易失稳。收稿日期：2013—04—173支护控制技术作者简介：隋世伟(1976一)，男，黑龙江宾县人，助理工程师，1996年毕业于抚顺煤炭工业学校，现从事开掘技术管理工作。锚杆支护锚固系统是充分利用围岩的自承能力·72·2013年第8期隋世伟：基于极限平衡理论的大断面巷道支护技术总第212期将载荷体转变为承载体，利用锚杆对围岩提供轴向1．5m以外，通过锚杆、锚索配合支护超出极限平衡和横向的支护阻力，托盘、梯子梁(钢带)、金属网、区以外才能对围岩进行有效控制

7、。同理，两帮锚杆锚固剂等共同作用提供支护反力，阻止岩层移动；通长度只有大于1．5nl才能对两帮煤体起到控制作过锚索调动深部稳定岩体的自承能力，形成支护系用。统的统一体。各个支护体相互协同作用，缺一不可。3．2支护参数计算通过“六位一体”锚固系统共同作用，从而改善(1)锚杆长度。巷道维护状况，减少巷道变形量，使其整体效果达到=工l+2+3(5)安全、稳定、高效的要求。当发现锚固系统单个支护式中，为锚杆外露长度；厶为锚固端长度江：为组体失效时，必须及时进行补强支护，更改支护设计参合梁自撑厚度。数，避免锚固系统被围岩应力逐个击破。锚固系统KIPL：：一2

8、t117")／(6)失效是造成顶板大面积下沉及冒顶事故的主要原因⋯。式中，为与施工方法有关的安全系数，2—6，取4；3．1