复杂地质条件下巷道垮落失稳分析及预防.pdf

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1、2012年8月矿业安全与环保第39卷第4期复杂地质条件下巷道垮落失稳分析及预防王景义'(1．安徽理工大学能源与安全学院，安徽淮南232001；2．淮南矿业集团潘二煤矿，安徽淮南232091)摘要：以潘二煤矿1811(1)首采工作面胶带运输巷顶板垮落控制为背景，采用理论分析和数值分析方法，对复杂地质条件下破碎带、断层及裂隙发育等异常区域大断面巷道顶板垮落失稳机理进行了分析。提出处理及预防巷道顶板垮落的措施，在生产实践中取得良好的效果。关键词：复杂地质条件；顶板垮落；断层；淋水；注浆中图分类号：TD327．2文献

2、标志码：B文章编号：1008-4495(2012)04-0058-03随着我国煤矿开采深度增加、巷道断面加大，巷1工程地质概况道掘进地质条件逐步恶化，围岩地压大、断层构造多、岩层松散易破碎和岩层遇水膨胀，以及工程力的1．1巷道地质条件扰动等因素造成巷道围岩环境发生显著改变，而潘二煤矿1811(1)首采工作面西起西四采区上巷道支护技术和装备投入以及理论研究相对较弱，山，东至Ⅵ东勘探线，沿11—2煤层布置，断面形状为使巷道顶板事故发生几率呈相对上升趋势。据统矩形，直接顶为炭质泥岩，厚1．8—7．8m，基本顶为计，

3、从2003年至今，淮南矿业集团潘二煤矿采用锚中砂岩，厚4．5～8．0m，底板为泥岩，厚1．1～联网支护以来，发生了多次顶板垮落事故，最严重的5．9m。该工作面作为11煤层的首采工作面，地质一次是2011年7月3日早班12时，正在施工的资料缺乏，在掘进过程中揭露出较多未预测到的断1811(1)首采工作面胶带运输巷掘进工作面发生垮层及地质异常带，巷道上覆岩层内富含地下水和孔落，造成1O名人员被困，后经过19．5h的全力施救，隙水。在断层作用下，地下水和孔隙水可能会顺断10名被困人员才安全脱险。虽然此次事故没有造裂

4、带导人工作面，造成巷道顶板淋滴水，影响巷道顶成人员伤亡，但给矿井安全生产造成极大的影响。板稳定，巷道地质构造复杂多变，也给正常掘进、回对采用锚联网支护造成的顶板垮落事故，应从采带来较大困难。多角度和深层次剖析其原因，以加强对顶板稳定性1．2顶板垮落概况控制，减少巷道顶板事故。目前，对复杂地质条件下1811(1)首采工作面胶带运输巷顶板垮落位置巷道支护，为了减少后期维护工作量，锚联网支护是距掘进迎头约200m，该段巷道位于11—2煤层顶大多数工程实践中采取的主要支护方式，但受对复板，其位置如图1所示。由于受断层

5、及顶板不断淋杂地质条件认识水平所限，特别是巷道在断层附近，水影响，1811(1)首采工作面胶带运输巷在11—2煤巷道淋水等复杂条件，尤其是在巷道顶板围岩为亲层顶板段顶板下沉严重，为防止顶板下沉、垮落，在水性较强的泥岩时，遇水后更易引起顶板的软化和该段巷道内沿巷道方向已施工3组走向挑棚，采用崩解，甚至发生冒顶事故等复杂条件下，以及对一梁四柱工字钢支护，施工挑棚巷道长度50m。由锚联网支护特性的研究所限。在此，以潘二煤矿于顶板离层压力过大，施工挑棚并不能有效控制顶1811(1)首采工作面胶带运输巷顶板垮落控制为背

6、板下沉，垮落处因压力过大，已更换多组挑棚；巷道景，对复杂条件下大断面巷道顶板垮落失稳机理进因淋水整体下沉及底鼓严重，已造成巷道不能满足行研究，提出解决复杂地质条件下巷道在断层附近使用需要，对此段巷道进行挖底重新施工挑棚，造成采用双重支护控制技术。巷道顶板整体离层来压垮落。顶板垮落区(长×宽×高)为16m×5．0m×8．0m。冒顶处巷道顶板支护参数：顶板锚杆采用收稿日期：2011—12—13；2012—04—23修订作者简介：王景义(1982一)，男，河南民权人，学士，在读22minx2600mm配合W钢带，规

7、格为280mm~工程硕士，助理工程师，主要从事煤矿安全技术管理工作。4800minx5mm，每排6根锚杆，其间距900mm，排E—mail：wj。yO3@126．eom。距800mm。采用长度为1800mm的16号槽钢作为·58·2012年8月矿业安全与环保第39卷第4期-380m-390m-400m-400m一4lOm．4l0m420mFX10：85。月8mFX45：45。月2m-图11811(1)首采工作面运输巷剖面图桁架连接器，桁架锚索采用4_)2．18mmx65001TU／I，锚关系：锚杆支护能减小围

8、岩应力降低速率，改善两帮索托盘采用300mmx300I／l／n旧u型棚切割压制及配及顶底板的应力状态，提高围岩的稳定性；锚杆支护套锁具，按“3—3—3”布置。锚索孔间距1200Into，可提高顶板抗剪能力，降低断层附近巷道发生垮落锚杆预紧扭矩为300N·m，锚索预拉力为100kN。失稳的可能性J。根据数值模拟可知，在断层附近帮部采用20mmx2200mm锚杆配合w钢带，规锚联网支护虽然能减小围岩应力