掘进工作面过断层带加固技术研究.pdf

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1、科技展望2017/03掘进工作面过断层带加固技术研究刘永战黄洪涛(河南能源焦煤公司赵固二矿，河南焦作454000)【摘要】12220工作面在掘进过程中揭露F16逆断层，由于巷道处于断固材料的相关参数如下:其主要组份为树脂和催化剂，其粘度分别33层影响区域，该区域巷道的煤体顶板破碎严重，整体性较差，巷道冒落为400CP和200CP，密度分别为1．15g/cm和1．25g/cm，体积严重，通过对断层附近巷道采用锚网索+36U“O”型棚复合全封闭支比为1:1，凝固时间约为1～1．5min，发泡倍数5～8倍，结石体抗护，并在此基础上，对断层破碎区域进行化学注浆加固。提高了

2、巷道压强度5．54MPa。的支护强度及围岩的整体强度，防止冒顶的继续扩展，保证巷道顺利3．2．2注浆施工工艺及参数的确定通过断层区域。(1)注浆孔布置参数【关键词】巷道断层锚网索+36U“O”型棚复合注浆加固由于围岩裂隙是影响所注浆液的扩散半径大小的重要原因，根据实际地质条件及以往经验，确定浆液的扩散半径为2m，两注1概况浆孔的孔间距为3．5m(注浆过程中，如遇地质条件变化，可进行调某矿12220工作面位于西二采区西翼，该工作面所采煤层为2整)。在施工过程中，钻孔需斜穿断层区域，在距离掘进迎头1m－3煤，煤层厚度平均为14．5m，煤层倾角8°～12°;该面地质构造

3、处向前方煤岩体施工2排钻孔，每排打3个钻孔，钻孔倾角为+条件简单，煤层整体呈一向南东倾斜的单斜构造，但煤层结构较复25°～+35°，孔径为40－52mm，孔深为5m～12m，终孔位于巷道顶杂，层理紊乱，煤层酥软，下巷掘进过程中揭露一条逆断层F16，倾板中。角35°～71°倾向210°，对巷道掘进有一定影响。煤层顶底板情况(2)注浆设备如岩层综合柱状图所示。下巷标高+144～+155m，平均采深近注浆所采用的管路由旧水管经过钻眼加工而成，管径为500m，设计全长965m，巷道采用综掘，不同区域巷道断面及支护方45mm。整个注浆过程使用汽动泵提供注浆压力，根据现场实际

4、地式不同。质条件及尤卡尼加固材料的性能，注浆过程中，注浆压力始终保持2巷道冒落原因分析在4～6Ma之间，在注浆时，如发生注浆压力明显上升超过6Ma(1)该工作面处于一水平下山区域，埋深在700左右，巷道围时，应立即停止注浆。除了注浆气动泵以外，注浆设备还包括注射岩应力高，对巷道支护强度要求高，采取以往的支护经验，巷道难枪、封孔器及高压软管等(如图1所示)。以支护。(2)地层结构差，岩体强度低。根据综合柱状图，该处煤层顶底板以泥岩、砂质泥岩为主，围岩强度较低，且煤层结构复杂、夹矸多，不稳定，对巷道的维护也不利。(3)支护时效不到位。巷道掘进过程中，由于支护不及时和支

5、护失效或支撑力不足，冒落区没有背严接实等等，导致冒顶灾害扩大化。3冒落处理方案分析由于12220工作面上覆岩层存在平均厚度168m的厚砾岩层，掘进过程中易造成该层砾岩失稳诱发冲击，且下巷即将穿过F16断层，需纳入防冲重点管理区域，因此下巷断层构造带影响区域(F16图1设备布置图断层前后150m范围)决定采用锚网索+36U“O”型棚复合全封闭(3)注浆工艺流程支护，以确保断层破碎带的支护强度;在此基础上，再对断层破碎首先，注浆队依据设计的钻孔参数进行打孔作业，而后下注浆区域进行化学注浆加固。管路并在注浆钻孔口加装封孔器，使之与装注浆连接，而封孔器的3．1断层影响区域

6、掘进巷道支护工艺另一端利用高压软管与注射枪连接，将注液枪与注浆泵连接，通过采用锚网索并架设全封闭U型钢棚另在中间架设两排大力注浆泵的两个活塞将尤卡尼化学材料及其催化剂分别抽出，两种柱(液压抬棚支架)加强支护。从外向里架设36U“O”棚，净宽×材料混合均匀后，由注射枪经注浆管进入围岩裂隙，并在2min时中高=6．6m×4．5m，棚距600mm，棚与棚之间用专用拉杆连接，防间内迅速凝固，起到加固围岩使之成为一个整体的效果。止棚子歪倒;必要时，缩小棚距，减小锚杆、索间排距。液压抬棚顶4结论梁长2．8m、底座长2．5m、工作阻力为2×2200KN、支撑高度为针对该巷道所处

7、煤层结构复杂、稳定性差、巷道随掘随漏、围2.3m～4．5m，置于中间滞后适当距离，随掘进及时向前呈两排岩强度低的特点及巷道冒顶段位于断层构造带影响区域下顶板异架设。常破碎、冒顶高度较大的特殊情况，提出了锚网索并架设全封闭3．2破碎带注浆加固技术“O”型棚另在中间架设液压抬棚支架的联合支护方式，为预防冲打孔注浆加固顶板及两拱帮。U型棚顶梁与前、上方存在2击地压以及过断层破碎带等特殊地段的巷道围岩控制技术做出了～3m厚碎煤矸，在掘进正头已成形巷道0．8m～1m顶处布置注浆针对性的探索。孔，孔深5～8米，注浆孔终端必须超过破碎煤岩体区域，向未掘进通过采取注射化学浆液的手

8、段，人为改