泉店煤矿高应力大断面巷道支护方式探讨.pdf

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1、2010年第1期中州煤炭总第169期泉店煤矿高应力大断面藿厘支护方式搽i刁郭国化，赵德义，杨宝成(河南神火煤电公司泉店煤矿，河南许昌461000)摘要：泉店煤矿巷道围岩岩性松散、破碎，应力集中程度较高，围岩体整体强度偏低，在高应力作用下巷道围岩的剪胀变形较为强烈，局部承载结构破坏诱发锚网支护大面积失效，承载结构稳定性降低。实施高强度结构稳定型二次锚网支护，利用较高的锚网支护强度控制围岩的塑性变形，采用结构补偿锚索替代树脂锚杆支护。关键词：破碎围岩；高应力；锚网支护中图分类号：TD353文献标识码：B文章编号：1003—0506(2010)01—0024—02泉店煤矿东翼地质构造极为复

2、杂，不仅存在一岩破碎状况，部分地段内套29U型钢支架加强支条落差0～75m的DF。断层东西向贯穿井田，而且护，棚距500mm。在东翼采区变电所和11070工作面辅助上山下部车在距轨道大巷掘进面约20m范围内，巷道整体场附近，存在落差不等的断层形成的构造带。受断支护状况良好，巷道喷层仅局部地段存在开裂、剥落层切割影响，该区域内巷道围岩岩性较为松散、破现象。随着与掘进面距离增大，巷道围岩压力显现碎，应力集中程度较高，致使一540m东翼胶带大逐步增强，巷道顶板喷层大量开裂、离层，尤其在靠巷、轨道大巷、东翼采区变电所和11070工作面3条近断层区域内，巷道变形十分强烈，不仅顶板明显下辅助上山

3、变形极为强烈，尤其是在一540m东翼轨沉，两帮强烈内移，而且巷道底鼓严重，局部地段巷道大巷(采区变电所口以西20～40m)段出现过1道顶底板移近量高达1．0mO在架棚段，水沟帮棚次漏顶事故，不仅影响矿井东翼正常采掘接替，而且腿大量弯曲变形，局部巷道顶底板和两帮最大相对对矿井安全生产构成严重威胁。为此，泉店煤矿和位移量分别高达1．2，1．1m，顶板下沉量达0．9m，中国矿业大学合作以此作为科研项目对高应力大断出现反复底鼓、落底的现象。即便在二联巷口以里，面巷道的支护方式进行了探索，支护效果良好。巷道掘进2个月内，顶底板和两帮相对移近量也分别达到350，480mm，巷道有效使用断面难以得

4、到保1支护状况及破坏情况障，因而轨道大巷不得不进行大面积扩修。泉店煤矿一540m东翼轨道大巷设计断面为直在原有巷道设计断面基础上，增加巷道让压空墙半圆拱形，巷道净断面为4．6mX3．9m，采用锚间，巷道净断面达到4．9m×4．2m，同时将29U型网喷支护方式，锚杆选用20mm、长2．4m的树脂钢支架改为36U型钢支架，将原设计中的点锚索更锚杆，每根锚杆使用2支K2350树脂锚固剂，理论改为锚梁支护，并对巷道变形量较小的区域进行壁锚固长度约1．4m，锚杆问排距为0．7mx0．7m，喷后注浆。同时，对巷道整体变形量不大、但肩部和帮层厚度为120mm。同时，在巷道拱部每排布置5根部变形量相

5、对较大的区域，加打带梁锚索。巷道修锚索进行支护，锚索18．9mm、长8．0m，锚索问排复后二联巷以里巷道变形量相对有所减小，基本控距为1．6m×2．0m，每根锚索使用4支K2350树脂制在100mm以内，但原有变形量较大的区域，因修锚固剂，其理论锚固长度约2．5m。在此基础上，当复时间较短，目前巷道顶底板和两帮相对位移量分顶板较为破碎时使用双层网护顶，并实施注浆加固、别为150，280mm，仍然难以保证巷道长期使用的断充填围岩裂隙，注浆锚杆间排距2．0m×3．0m，起面要求。注墙体距离底板高度为0．4m，注浆锚杆长度3．0In2巷道失稳、破坏原因分析(每排6个注浆孑L，注浆管25mm

6、)，并根据巷道围(1)巷道围岩岩性差，矿压显现强烈。在11070工作面辅助上山的下部车场附近，揭露的大小断层收稿日期：2009—11一l6作者简介：郭国化(1971一)，男，河南夏邑人，1．程师，硕士，长期从有l0条，该区域内岩层受断层切割影响，巷道围岩事矿山安全生产管理I：作，现任泉店煤矿生产副矿长：极为松散破碎，围岩体整体强度偏低，在高应力作用·24·2010年第1期郭国化等：泉店煤矿高应力大断面巷道支护方式探讨总第169期下此类巷道围岩剪胀变形较为强烈。所处位置铅垂损失。理论锚固长度约1．76m，两帮底角锚杆向下应力水平约14MPa，大量实测结果表明，地质构造扎角l0。，辅助控

7、制巷道底鼓，锚杆预紧力矩应不小形成的构造应力往往数倍于原岩应力，若应力集中于300Nm。系数按2～3考虑，轨道大巷所处的应力水平可高达30MPa。(2)支护措施缺乏针对性，支护体的支护性能难以充分发挥。在节理裂隙极为发育的破碎软岩巷道中，锚杆支护在巷道浅部围岩难以形成稳定、有效承载结构，造成锚杆支护承载能力难以充分发挥，不仅难以控制此类巷道的强烈变形，而且由于局部承载结构破坏诱发的锚网支护大面积失效，导致巷道冒顶、垮塌的事故发生。图1二次高强锚网支护方案(