李村煤矿软岩硐室通道的支护加固技术研究.pdf

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1、2013年第38卷第5期能源技术与管理Vol。38No．5EnergyTechnologyandManagement67doi：10．39690．issn．1672—9943。201305．026李村煤矿软岩硐室通道的支护加固技术研究张文斌，李龚，王琳琳(1。山西煤炭运销集团野川煤业有限公司，山西高平048400；2．山西省煤炭建设监理有限公司，山西太原030012)[摘要]针对李村煤矿主井北翼清撒煤硐室通道施工段处于泥质砂岩层，属于复合型软岩的实际情况，利用FLAC。数值模拟软件模拟不同支护条件下巷道应力及位移

2、的分布变化情况，综合确定巷道采用锚网索联合支护的具体支护参数，并对支护效果进行现场监测，提出了适宜该矿软岩地质条件下的锚网索联合支护加固技术，有效控制了软岩巷道围岩变形，取得了良好的技术经济效益。[关键词]软岩；数值模拟；巷道支护[中图分类号]TD354[文献标识码]B[文章编号]1672_9943(2013)05一O0673刚、先让后抗、柔让适度、强力支护的原则；②采取1工程地质概述的支护方式和支护参数不合理，对变形严重的软李村煤矿主井北翼清撒煤硐室向北掘进施工岩巷道，采取被动支护方式，不能适应围岩的变形至距离

3、井筒中心线30m位置时，进行清撒煤硐室要求，因此，必须采取可靠有效的支护技术，以保通道掘进施工。清撒煤硐室施工段位于泥质砂岩，证巷道安全掘进和长期稳定。中厚层状，条带状结构，具有水平层理和微斜层建议借鉴软岩支护理论，采用锚网索联合支理。岩性表现出松散、软弱和膨胀的特性，整体性护技术，消除目前软岩巷道支护中的安全隐患。较差，承载能力较低，碎胀特点明显，其自然含水3支护参数的数值模拟状态下单轴抗压强度为l4．4l9-3MPa，平均16．85MPa。且这些软弱岩层遇水或吸湿后，具有在上述采用锚网索+喷浆联合支护技术的基

4、明显的软化和泥化现象。础上，通过FLAC3D数值模拟软件建立力学模型，该北翼清撒煤硐室通道巷道断面设计为半圆对分析不同支护条件下巷道变形、破坏情况，从而拱形，硐室通道巷道中心线向东偏离北翼清撒煤确定回采巷道的合理支护参数。硐室中线350mm，巷道向北掘进采用9‰下山施3．1建立模型工。巷道全长92．58m，其中直巷道80．45m，弯巷清撒硐室通道巷道断面设计为半圆拱形，巷道11．13m。弯道向西弯转，转角角度为45。717，道全长为92．58m，其中直巷道8O．45m，弯巷道转角半径为15m。巷道的掘进宽4200

5、mm，掘进11．13131，掘进宽4200mm，掘进高3600mm。模高3600mm。矿井需针对该巷道所处软岩地质条型岩体力学参数按该矿地质资料中岩石力学参数件设计具体的支护参数，对巷道支护加固技术进进行弱化后确定，建立数值模拟模型。主要岩石的行研究。力学参数如表1所示。表1主要岩石的力学参数2支护加固原则分析软岩硐室具有大变形、大地压、难支护的特点，是因为其同时具有多种变形力学机制——复合型变形力学机制特性。该矿目前采用的支护方式和参数，很难有效控制巷道围岩的变形和破坏，采用单一的支护方法难以奏效，必须在以下两

6、个方面加强综合治理：①支护体必须具有较好的可缩性和让压性能，才能控制住巷道松软破碎围岩的剧烈变形，借鉴软岩支护理论，采用了先柔后3．2不同支护参数的模拟2013年第38卷第5期能源技术与管理Vol

7、38No．5EnergyTechnologyandManagement69变形量和两帮变形量都有所减小，尤其是两帮变为7m，外露200mm，锚索托盘规格为300mmX形量减小50mm以上，占变形量的22．27％；方案300mmxl4mm穹形多功能托盘，每根锚索使用3是三种方案中顶底板移近量和两帮移近量最小树脂锚固剂CK

8、2835型一支和CK2860两支。顶和的方案；三种方案巷道应力分布比较均匀，没有明帮的铺设采用焊接金属网，金属网规格为6．5mm显的应力集中现象，三种方案的应力变化趋势和钢筋点焊网，网格1001"11121xl001TI1TI，网幅为位移量变化趋势相契合。三种方案的最大变形量1000minx2000mm，采用钩接方式，钩钩相扣l1]。对比如表2所示。5支护效果分析表2各方案最大位移变形量为了分析采用锚网索联合支护技术对李村煤矿软岩硐室通道巷道的支护效果，沿清撒硐室通道支护段每30m布置1个观测点监测该处巷道的顶底

9、板变形量和两帮变形量，连续观测7周并记录数据，对2个观测点的顶底板移近量和两帮由表2可以看出，在控制两帮移近量和顶底移近量汇总如图6所示。板移近量上，方案3明显优于方案1和方案2，尤其是在控制巷道两帮变形量上方案3明显优于前uJ／两种方案。说明方案3在控制两帮变形上效果较OOO0Ⅲ05O。好。由此初步确定锚杆、锚索的支护参数选用方案3的组合结果。4巷道支护参数确定3915