大采高工作面留巷强力锚杆一次支护技术应用.pdf

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1、2013年第3期煤矿支护19石家庄中煤杯参评论文大采高工作面留巷强力锚杆一次支护技术应用马飞[晋城无烟煤矿业集团公司寺河矿，山西晋城0482051摘要针对寺河矿大采高工作面留巷巷道受多次动压影响，支护困难的现实情况，根据强力支护理论，采用高强度支护材料及时主动支护巷道，巷道完全满足下个工作面的安全使用。关键词锚杆支护留巷大采高强力支护1概述随着寺河矿开采的深入，矿山压力明显增大，加上地质条件日趋复杂，巷道支护困难越来越大，尤其是大采高工作面顺槽巷道。2007年，在23061巷、23062巷和23064巷实施留巷项目试验，试验中出现了图14301工

2、作面巷道平面布置示意图部分锚杆和锚索破断、巷道经受回采动压影响变形量较大等问题。因此，有必要认识大3地质资料采高工作面困难巷道围岩的变形机理、变形规律、变形特征，为大采高工作面困难巷道4301工作面所在位置地面标高为765～支护提供更完善的解决方案。1124m，工作面标高为470～620m，所采煤层埋藏深度平均为438m。煤层厚度平均为2巷道情况6．3m，煤体黑色，条带状结构，似金属光泽，中部夹0．1m泥岩，见细小纵向方解石4301工作面为大采高一次采全高工作脉。煤层稳定，全区可采，煤层倾角为1～面，为东四盘区首采工作面。该面井下位置12。，平均

3、为5。。单轴抗压强度平均为及四邻采掘情况：西为东四盘区六条集中大21．9MPa。3煤性脆，内生节理裂隙发育。巷，南为33064巷，其余为未采掘区域。由3煤层老顶为细粒砂岩，厚2．81m，南向北依此布置有43011和43015巷，工作灰色至深灰色，细粒，含粉砂质点，粘土质面西侧布置回撤通道，回撤通道以西为东四胶结为主，分选良好，波状层理，层面富含中部辅助大巷，已经掘进，工作面东侧布置云母片，非均质；直接顶为粉砂岩，厚切眼，切眼以东为4301调车巷。回采巷道、13．12m，强度为75．6MPa，黑灰色，非均切眼和回撤通道均沿煤层底板掘进。43013质

4、，性较脆，粒较细，粘土质胶结，基底巷随4301工作面回采跨落，43012和43014式，分选良好，水平层理，富含炭化植物根巷在4301工作面采后，留巷为下一工作面痕；伪顶为炭质泥岩，厚0．20m，强度为服务。4301工作面巷道平面布置示意如图135．6MPa，灰黑色，含植物化石，随采掘脱所示。落；直接底为细粒砂岩，厚4．17m，强度为20煤矿支护2013年第3期43．0MPa，灰色，细粒，下部夹条带状粉砂扩容变形与破坏，使围岩处于受压状态，抑岩，含煤屑，缓波状层理，老底为粉砂岩，制围岩弯曲变形、拉伸与剪切破坏的出现，厚5．42m，灰黑色，薄水平层

5、理，质均，含最大限度地保持锚固区围岩的完整性，减小菱铁矿结核。锚固区围岩强度的降低，使围岩成为承载的原岩地应力测量结果表明，寺河煤矿主体。在锚固区内形成刚度较大的预应力承4301工作面附近最大主应力为13．83MPa，载结构，阻止锚固区外岩层产生离层，同时方向为N43．2oE，呈北偏东方向；最小主应改善围岩深部的应力分布状态。力最大为7．16MPa，方向为N46．8。W，呈③锚杆预应力及预应力的扩散对支护效北偏西方向。最大、最小主应力为近水平主果起着决定性作用。根据困难巷道条件确定应力。中间主应力为垂直应力，大小为合理的预应力，并使预应力实现有效

6、扩散是8．68MPa。支护设计的关键。单根锚杆预应力的作用范围是很有限的，必须通过托板、钢带和金属4支护原理网等构件将锚杆预应力扩散到离锚杆更远的围岩中。特别是对于巷道表面，即使施加很国内困难巷道一般采用二次支护，即巷小的支护力，也会明显抑制围岩的变形与破道支护分两次进行，一次支护在保持巷道稳坏，保持顶板的完整。护表构件在预应力支定的前提下，允许围岩有一定的变形以释放护系统中发挥极其重要的作用。压力；隔一定的时间后实施二次支护，保持④锚杆支护系统存在临界支护刚度，即巷道的长期稳定。目前，这种支护方式已遇使锚固区不产生明显离层和拉应力区所需要到了极

7、大的挑战。在深部动压影响区、构造支护系统提供的刚度。支护系统刚度小于临应力带、软岩破碎带等地点，采用二次支护界支护刚度，围岩将长期处于变形与不稳定后仍出现变形破坏现象，甚至需要三次、四状态；相反，支护系统的刚度达到或超过临次支护，巷道周而复始地发生破坏，围岩变界支护刚度，围岩变形得到有效抑制，巷道形长期得不到有效控制。处于长期稳定状态。支护刚度的关键影响因针对寺河矿困难巷道围岩变形的流变素是锚杆预应力，因此，存在锚杆I临界预应性、扩容性和冲击性，分析困难巷道锚杆支力值。当锚杆预应力达到一定数值后，可以护的作用，应用康红普博士_1的高预应力、有效控

8、制围岩变形与离层，而且锚杆受力变强力锚杆支护理论，其要点为：化不大。①困难巷道围岩变形主要包括两部分：⑤锚杆支护对困难巷道围岩的弹性变一