回采扰动下煤层大巷群围岩加固技术研究与应用.pdf

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1、煤炭工程第４９卷第６期ＣＯＡＬＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧＶｏｌ?４９，Ｎｏ?６ｄｏｉ：１０?１１７９９／ｃｅ２０１７０６０１３回采扰动下煤层大巷群围岩加固技术研究与应用孟杰（同煤集团矿井建设管理处，山西大同０３７００３）摘要：基于王村矿东翼采区煤层大巷群受工作面回采扰动影响破坏严重现象，提出了锚－喷－注一体化强化围岩结构、控制巷道围岩稳定性的防治思路，基于锚－喷－注在巷道围岩中形成的强弱结构机理，应用ＣＯＭＳＯＬ有限元模拟研究得出采用水灰比为１?５∶１的超细水泥浆液对大巷围岩进行分层次耦合注浆加固。现场钻孔窥视和矿压观测结果表明：该技术注浆效果良

2、好，巷道稳定后两帮移近量控制在过１２０ｍｍ内，顶底板移近量控制在９０ｍｍ内，断面最大收敛率控制在５％以内。关键词：煤层巷道；锚－喷－注；ＣＯＭＳＯＬ模拟；浆液性能；矿压观测中图分类号：ＴＤ３５３文献标识码：Ａ文章编号：１６７１－０９５９（２０１７）０６⁃００４３⁃０４ＲｅｓｅａｒｃｈａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇｒｏｃｋｒｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｕｎｄｅｒｍｉｎｉｎｇｄｉｓｔｕｒｂａｎｃｅｆｏｒｍａｉｎｒｏａｄｗａｙｇｒｏｕｐｉｎｃｏａｌｓｅａｍＭＥＮＧＪｉｅ（ＭｉｎｅＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎＭａｎ

3、ａｇｅｍｅｎｔＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＤａｔｏｎｇＣｏａｌＭｉｎｅＧｒｏｕｐＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｄａｔｏｎｇ０３７００３，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＡｉｍｉｎｇａｔｔｈｅｓｅｒｉｏｕｓｉｎｆｌｕｅｎｃｅａｎｄｄａｍａｇｅｏｆｍａｉｎｒｏａｄｗａｙｇｒｏｕｐｉｎｃｏａｌｓｅａｍｕｎｄｅｒｍｉｎｉｎｇｄｉｓｔｕｒｂａｎｃｅｏｆｗｏｒｋｉｎｇｓｕｒｆａｃｅｍｉｎｉｎｇｉｎｅａｓｔｗｉｎｇｏｆＷａｎｇｃｕｎＣｏａｌＭｉｎｅ，ｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌｔｈｉｎｋｉｎｇｗａｓｐｒｏｐｏｓｅｄｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇｒｏｃｋｓｔｒｕｃｔｕｒｅ

4、ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔｗｉｔｈａｎｃｈｏｒ－ｓｐｒａｙ－ｇｒｏｕｔｉｎｇ，ａｎｄｒｏａｄｗａｙｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇｒｏｃｋｓｔａｂｉｌｉｔｙｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ．Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆａｎｃｈｏｒ－ｓｐｒａｙ－ｇｒｏｕｔｉｎｇｉｎｒｏａｄｗａｙｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇｒｏｃｋ，ａｎｄａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅＣＯＭＳＯＬｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ，ｔｈｅｓｕｐｅｒｆｉｎｅｃｅｍｅｎｔｗａｓａｐｐｌｉｅｄ，ｔｈｅｗａｔｅｒ－ｔｏ－ｃｅｍｅｎｔｒａｔｉｏｉｓ１?５∶１，ｆｏｒｌａｙｅｒｅｄｃｏｕｐｌｉｎｇｇ

5、ｒｏｕｔｉｎｇｒｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔ．Ｆｉｅｌｄｄｒｉｌｌｉｎｇｐｅｅｐａｎｄｍｉｎｅｐｒｅｓｓｕｒｅｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔ：ｔｈｅｇｒｏｕｔｉｎｇｅｆｆｅｃｔｉｓｆａｖｏｒａｂｌｅ，ａｆｔｅｒｔｈｅｒｏａｄｗａｙｓｔａｂｉｌｉｚｅｄｔｈｅｔｗｏｓｉｄｅｓｃｏｎｖｅｒｇｅｎｃｅｉｓｗｉｔｈｉｎ１２０ｍｍ，ｒｏｏｆ－ｔｏ－ｆｌｏｏｒｃｏｎｖｅｒｇｅｎｃｅｉｓｗｉｔｈｉｎ９０ｍｍ，ｔｈｅｌａｒｇｅｓｔｓｅｃｔｉｏｎｃｏｎｖｅｒｇｅｎｃｅｒａｔｅｉｓｗｉｔｈｉｎ５％．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｃｏａｌｒｏａｄｗａｙ；ａｎｃ

6、ｈｏｒ－ｓｐｒａｙ－ｇｒｏｕｔｉｎｇ；ＣＯＭＳＯＬｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ；ｇｒｏｕｔｆｅａｔｕｒｅｓ；ｓｔｒａｔａｂｅｈａｖｉｏｒｓｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎ［１，２］统计表明，我国煤矿开采过程中，有９５％以上的矿控制理论和现场指导意义。井属于地下开采，每年新掘巷道约１５０００ｋｍ，是一项巨大１工程概况的地下工程。煤层大巷较岩层大巷掘进速度快，经济成本低，在井工开采中占据重要地位，但也存在着围岩稳定性王村矿为高瓦斯矿井，北风井东翼采区布置五条上山＃差，支护困难等问题。尤其服务于采区的大巷，需要较长煤层大巷，大巷位置从北向南依次为：１回风大巷、辅助＃

7、的服务年限且受到工作面回采动压扰动影响，导致围岩强运输大巷、运输大巷、进风大巷和２回风大巷。煤层大巷［３］度较弱的煤层巷道受力复杂，给煤层中巷道的掘进和维群所处煤层厚度６?２５ｍ，平均倾角＋４°，煤层上部为半亮护带来了棘手的安全难题。型，内生裂隙发育，较为脆硬，煤层下部为褐黑色，为粉＃本文结合王村矿具体地质条件，基于理论分析的基础状煤，较为松软，３煤层整体结构复杂，内生裂隙发育。［４］上，提出了锚－喷－注浆加固围岩的方案，应用ＣＯＭＳＯＬ老顶以细粒砂岩为主，平均厚度４?３ｍ，直接顶为泥岩，平数值模拟及实测对浆液性能及扩散规律进行了研究，结合均

8、厚度２?６３ｍ，直接底为泥岩，平均厚度２?３ｍ，老底为细＃现场试验对该方案的有效性进行了效果检验，旨在对受采粒砂岩，平均厚度３?４ｍ。大巷群沿３煤层底板掘进，巷道动