孤岛煤柱下软岩硐室加固技术研究.pdf

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1、第18卷第2期中国矿业Vo1．18．No．22009年2月CHINAMININGMAGAZINEFebruary2009

2、慕逸嵌探孤岛煤柱下软岩硐室加固技术研究荆升国，谢文兵，孙其飞，王涛，任有奎(中国矿业大学矿业工程学院，江苏徐州221008)摘要：长期以来，留设硐室保护煤柱是煤矿硐室维护的重要手段之一。然而，一旦煤柱留设不合理，煤柱边缘分布的高支承压力，往往是造成硐室严重变形的主要原因。本文针对袁庄煤矿三水平泵房实际地质条件，详细分析了该泵房支护破坏失效机理，并针对性地提出合理加固方案。现场实践表明，该技术能有效控制高应力作用下泵房围岩的强

3、烈变形，对类似条件下硐室加固亦具有借鉴意义。关键词：孤岛煤柱；软岩；硐室中图分类号：TD322．3文献标识码：B文章编号：1004—4051(2009)O2—0070一O2Studyonsupporttechniqueofsoft—rockchamberunderisolatedpillarJINGSheng—guo，XIEWen-bing，SUNQi—fei，WANGTao，RENYou—kui(SchoolofMiningEngineering，ChinaUniversityofMiningandTechnology，Xuzhou22100

4、8，China)Abstract：Longttmesago，settingprotectpillarisoneofthemainlymethodsforchamberprotection．Butifthelocationisirrationa1．thechamber’Sdeformationwillbehighlybypillar’sgravityandminingstressontheedge．BasedonthegeotechnicalconditionsofLevel一3pumpchamberinYuanZhuangcoalmine，th

5、ebrokenmechanismofpumpchamberisparticularlyanalyzed，andproposedtherationalsupportprogram．Theapplicationresultsshowsthatpumpchamberdeformationcanbeeffectivelycontrolledbynewsupportingtechnique．Italsocanbeasareferenceforchamberorroadwayinpropinquityconditions．Keywords：isolated

6、pillar；soft-rock；chamber长期以来，留设保护煤柱是煤矿硐室维护的重采难度很大。根据泵房所处地质条件、围岩状况和要手段之一。然而一旦煤柱留设不合理，煤柱边缘现有支护措施，造成其严重变形的原因主要如下：分布的高支承压力，往往是造成硐室严重变形的主(1)受孤岛煤柱边缘形成的高集中应力作用要原因。三水平泵房大部位于孤岛煤柱边缘，按泵房平袁庄煤矿三水平主排水泵房埋深500m左右，均埋深500m估算，该处原岩应力水平约14MPa在水平投产初期，为保护泵房及周围大巷，在其上左右。而工作面开采后，在煤柱内形成的侧向支承方留设lOOm×lO

7、Om保护煤柱。然而，实践证明，压力一般约2～3倍的原岩应力，且周围巷道关系该煤柱不仅未能起到保护下部硐室的作用，相反造复杂，局部还存在叠加应力。因此，泵房围岩压力成硐室在上方孤岛煤柱支承压力作用下强烈变形；整体水平较高，是造成其强烈变形的原因之一。不仅造成硐室两帮挤压排水管路，而且底板的强烈(2)泵房围岩岩性以砂岩、细砂岩为主底臌，使得水泵混凝土基础屡遭破坏，造成机电设该岩层虽然岩块强度较高，普氏系数达4～6备无法正常运转，严重威胁矿井安全生产。左右，但由于内部结构面较为发育，且泵房经受多1泵房破坏原因分析次破坏、修复，围岩节理裂隙更加发育，导

8、致岩体鉴于该泵房为矿井安全生产的重要硐室，由于本身强度与岩块相差较大，整体强度相对较低，在上部孤岛煤柱具有突出危险性，当前技术条件下开高应力作用下极易产生强烈塑性变形。(3)支护措施难以控制泵房围岩的强烈变形收稿日期：2008—10—16泵房先后采用碹体支护和u型钢支护，包括作者简介：荆升国(1981～)，男，山西阳泉人，中国矿业大学矿采用注浆技术对其进行加固，但仍然难以控制其强业工程学院博士研究生。第2期荆升国等：孤岛煤柱下软岩硐室加固技术研究烈变形，其主要原因在于支护承载性能远未发挥。架，棚距500mm，外扎角8。巷道采用稳定性较由于泵房所

9、处围岩应力水平较高且结构裂隙较为发高三节拱形式，搭接长度为500mm。②帮顶注浆育，在高应力作用下岩体极易产生强烈的塑性变锚杆长度2000mm，间排距