高应力软岩巷道支护对策

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1、五矿三水平高地应力软岩巷道支护对策第三建井工程处陈建军张自新内容提要针对五矿三水平软岩巷道破坏机理的分析、研究，总结出软岩巷道压力显现的规律和特点，阐述了采取锚网喷及锚索联合支护技术、施工方法和管理方法，通过改进施工工艺和采取超前支护技术,提高了对围岩的支护及时性，控制了巷道有害变形，取得了良好的支护效果。关键词高地应力软岩巷道支护技术施工工艺1问题来源五矿三水平-650m己三轨道下车场设计净宽4.8m,净高4.1m,半圆拱形断面。该巷在穿过己14煤层顶底板段，原设计支护形式为锚网喷。于2003年底前采用锚网喷支护形式通过。3个月后，由于巷道

2、变形进行了锚索加固支护，变形速度有所减缓，但仍持续发生变形破坏。冃前该巷变形最严重处由原宽度4.8m缩小到2.8m,变形量高达2m,巷道其它各处皆遭不同程度的破坏，现仍处于变形过程中，见观测变形曲线图lo为解决五矿己二采区轨道下山过该岩层段的支护问题，我处在2004年初与集团公司签订了《五矿三水平高地应力软岩支护对策》科研攻关项目合同，组织攻关，以寻求深井软岩下山巷道支护的可行办法。变形H(mm)曲线I曲线2时间(月)2工程概况及地质水文概况2.1丁程概况五矿三水平己二采区轨道下山标高为・650〜-800m,巷道设计全长960m,下山坡度9°

3、,半圆拱形断面：BXH=4.6X3.8m,掘进断面16.7m2,净断面15.2m2,原设计支护形式为锚网喷；4)20mmX2200mm普通螺纹钢树脂锚杆，间排距700mmX700mm,

4、岩性差，承载能力低。由于巷道所处地层的岩性为泥岩，强度低，其本身抵抗变形的能力较差，而且具有节理发育、结构面光滑的特点，在巷道开掘过程中，受爆破震动，易发生断裂、垮落。加之地应力的作用，导致围岩在较短的时间内形成较大的松动圈。(1)高地应力作用，加速了松动圈的扩展。由于埋深较大，作用于巷道的垂直应力和水平应力相应增大。在高地应力作用下，软岩产生塑性变形的速度加快，随高地应力长时间的持续作用，围岩松动圈逐步扩大，支护不及时或支护刚度不足，不能有效地控制这种扩大的趋势，在导致松动圈范围进一步扩展的同时，诱导地应力在开掘空间集中显现，反映为更大的压

5、力使支护失稳，从而造成巷道破坏。4支护方案根据上述巷道的破坏机理分析，经有关专家论证，认为采用锚网喷及锚索联合支护形式，通过提高锚索支护的及时性和提高锚索的密集系数，增加对围岩的约束力，进行补强和扩大锚网喷组合拱的作用范围，进一步捉咼组合拱抵抗变形的能力，有效地实现高地应力向围岩深部转移，从而达到理想的支护效果。5支护参数确定5.1锚网喷支护参数锚网喷支护参数按原设计参数，可满足耍求。5.2锚索支护参数采用工程类比法及理论计算(1)锚索长度L=l・7_+5+0」+0・2=7m式中1.7—有效锚固长度，m；5—巷道荒断面顶板以上软岩最大厚度，0

6、.1—锚索安装长度，m；0.2一锚索预应力拉拔长度，mo(2)锚索间排距a：根据a为L/2取间排距：2000mmX2100mm锚固力：200kN预应力：70kN6施工方案根据施工队伍的素质和现有装备情况，结合巷道所处岩层的特点，采取锚网喷与锚索联合支护方案。为力求做到支护及时，有效地控制巷道变形，通过改进施工工艺和加强工序质量管理以达到理想支护效果。采用JY・4A型绞车牵引2台It矿车串车提升，YT-28型风钻打眼，P-60B型耙斗机装岩，P・V型喷浆机喷射币仝。一台2X30kW对旋风机配800mm胶质风筒向工作而压入通风。7施工方法及施工工

7、艺7.1施工方法采取“两掘一喷”的方法组织施工，“三•八”制作业，浅眼小循环，有效进尺控制在1.0m,放炮前采用超前支护技术控制巷道顶板，巷道断面的上、下部进行分次装药分次起爆，一掘i锚网，并使其紧跟迎头，耙斗机前的巷道拱部喷射碗一次达到成巷标准，巷道墙部的栓待耙斗机推进后及时补喷，预应力锚索的安装紧随耙斗机后，控制耙斗机至迎头的距离和一次推进耙斗机的距离。7.2施工工艺NT「巷道顶板破碎，掘进采用超前锚杆护顶（4）42mmX2200mm管缝式，间距500〜700mm,与巷道延伸方向呈20。夹角锚入围岩，杆体穿过迎头钢丝网孔，沿荒断面轮郭线外

8、布置于拱基线上lm以上部分），控制顶板垮落，有效进尺控制在1.0m,巷道断面上、下部，分次装药分次起爆，先起爆下部后放上部，降低一次起爆药量，以减轻一次起爆对围岩的