复杂条件下掘进顶板控制技术.pdf

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1、煤矿现代化2013-r第6期总第117期复杂条件下掘进顶板控制技术任俊杰，张小磊，王永顺(1．淮北矿业集团工程建设公司刘店项目部，安徽亳州233663；2．淮北矿业集团亳州煤业股份有限公司，安徽亳州233663)摘要复杂地质条件下，巷道在掘进过程中经常揭露松软破碎围岩，亳州煤业通过采取“超前探查、预注浆液、骨架加固”的综合顸板控制措施，实现了对复杂条件下掘进顶板的有效控制，取得了良好的支护效果和显著的经济效益。关键词复杂条件；掘进顶板；控制技术中图分类号：TD327．2文献标志码：B文章编号：1009—0797(2013)06—00

2、10—03淮北矿业集团毫州煤业股份有限公司矿井地质降低，或围岩应力增大，或二者兼而有之，出现了围条件异常复杂，断层密度大，采区主体巷道频繁揭穿岩松动圈的进一步扩大。当围岩松动圈厚度达到一煤层，断层面附近煤岩层松软破碎，煤岩可塑性差、定范围时，提供的支护强度满足不了巷道安全要求，流动性大。施工过程中，因对构造的复杂性认识不巷道处于不稳定状态，围岩新应力场中的应力超过够，采取措施不到位，极易发生漏冒顶事故，不仅严岩石的承载能力，围岩可能产生破坏，如出现破裂甚重制约了掘进速度，而且给现场施lT带来的极大的至冒落、断面产生很大的变形、甚至发

3、生冒顶事故。安全威胁。巷道漏冒后造成围岩应力呈不均匀分布，所以巷道处于煤层中时煤体强度低，煤体应力变大，致使巷道支护受力不均变形破坏，对后路轨道运输松动圈变大，当煤体强度不能满足支护要求时，巷道和质量标准化创建带来了极为不利的影响。为了改就可能会发生冒顶事故。变生产被动局面，适应现代化矿井建设的需要，在不3施工工艺断探索总结的基础上，工程建设公司刘店项目部通过采取“超前探查、预注浆液、骨架加固”的综合顶板3．1超前探查控制措施，取得了良好的经济和社会效益。为提前掌握巷道施工过程中围岩变化情况，做到“有疑必探、超前探查”，根据地质预报

4、或巷道围岩l生产地质条件出现较大变化时，在迎头顶部使用4．5m长风锤钻杆亳州煤业股份有限公司76轨道下JJlJ倾斜长沿与巷道施工坡度向上20。的夹角向顶板打探查580m，倾角15。，巷道上段120m位于7煤层中底板孑L，对巷道顶板围岩情况进行了探查，提前准确掌握8～12m，下段280m位于7煤层中顶板10～15m，中巷道顶板岩性变化，为采取应对措施掌握准确资料。段穿越落差20m的DF229断层，巷道另穿越落差5m在巷道揭露松软破碎围岩4m前，采取骨架加固巷道以上断层7条，巷道掘进过程中共需揭穿4次煤层。7顶板措施；在巷道揭露松软破碎

5、围岩2m前，采取预煤层厚1．62～4．50m，平均厚约2．9m；倾角l2～17。，注化学浆固化巷道顶板措施。平均倾角13。；煤层伪顶为0～0．21m灰黑色的碳质3．2预注化学浆泥岩；直接顶为厚3．26～4．15m的灰色砂质泥岩，裂隙对于松软破碎围岩，巷道开挖后，围岩之间裂隙发育；基本顶为厚6．27～8．7m的中厚层状灰白色粉砂变大，围岩强度降低，围岩就会发生片帮冒顶，形成岩，中粒结构，交错层理。因巷道围岩岩性差，巷道地松动压力『。因此，在巷道开挖前必须对顶板进行超压大，76轨道下LIJ采用36U型棚支护，棚距0．65m。前固化措施，

6、尤其应加强顶板的支护，否则很难成拱，极易造成顶板漏冒。所以，当巷道围岩松软、破2巷道冒顶机理碎时，采取注高分子化学浆来固化顶板使之成为一巷道开凿以后，同岩将失去原有的i向应力平个整体，可有效预防冒顶事故的发生。衡状态，围岩发生破裂，出现了围岩松动圈，巷道处3．2．1注浆材料于不稳定状态，必须进行人维护。松动圈的大小与马丽散KS化学注浆材料是引进法国技术生产围岩应力和罔岩强度密切相关，当岩性相同时，围岩的新型高分子聚合产品，马丽散是一种低粘度、双组应力越大，松动圈越大；当围岩应力相同时，围岩强分合成高分子一聚亚胺胶脂材料，用于松散岩(

7、煤)度越高，则松动圈越小，反之则大『1J。当巷道受断层、体的加固和出水口的封闭，具有高度粘合力和很好应力集中、巷道宽度增大等因素影响时，或同岩强度的机械性能，与岩层产生高度粘合，能有效地加同和·10·煤矿现代化2013年第6期总第117期密封处理区域，提高松散岩体的整体性和受力性能。护钢管为惯性力矩较大的厚壁钢管且沿巷道开挖轮其特点是：①粘度低，能很好地渗入细小的裂隙中；廓周边密布时，加固圈的变形较小，因此巷道支护结②极好的粘合能力，易与松散岩体粘合，又能增加岩构所承受的上部荷载大大减小。体的机械性能；③凝固后有良好的柔韧性，固化后

8、不3．4破碎带掘进收缩、不开裂；④提高岩(煤)体的机械阻力和支撑马离散化学浆液固化时间很短，一般30min后强力。力学试验表明：松散岩体被马丽散充填后平均单度达到要求，60min后达到最大强度。松软破碎带顶向抗压强度为65．8MPa，