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1、控制软岩回采巷道底鼓的试验研究浙江大学颜志平谢康和曾国熙福建上京注浆工程公司郭国珍中国矿业大学吕家立南通柳新煤矿仲崇明陈锋摘要本文分析了巷道底板深部松动爆破控制底鼓的机理,提出了底板深部松动爆破参数设计的基本原则,详细分析了现场试验的实测结果。研究表明采用底板深部松动爆破是控制松软围岩回采巷道底鼓的一种行之有效的方法,其主要结论对类似巷道底鼓的防治有较好的借鉴和指导作用。关键词松软围岩回采巷道松动爆破底鼓控制对巷道底鼓的防治,国内外学者提出了状态,应力重新分布,使巷道围岩中出现应多种方法和途径。直接防治底鼓的方
2、法概括力增高区,此时巷道底板处于高应力区中。通起来可分成两类:一类是加固法,主要方法过对巷道变形的分析,可得出底鼓是由远场有:底板锚杆、底板注浆、封闭式金属支架、地应力作用挤压巷道周边软弱岩体向巷道内[2]混凝土反拱等;另一类是卸压法,主要方法流动而形成的。若在底板支承压力区进行有:底板切缝、底板钻孔、底板松动爆破、两深部松动爆破,其控制底鼓的作用可概括为:[1]帮切槽、顶部卸压槽等。(1)爆破后在炮孔孔底周围形成破碎区、本文以南通煤炭工业公司柳新煤矿松软破坏区和裂隙区。在巷道走向方向,各炮孔孔围岩回采巷道为试
3、验巷道,采用两种支护形底之间的松动区互相连通构成一条变形模量式进行对比试验,以此对底板深部松动爆破降低数倍的软化带,使底板支承压力向围岩进行比较深入的研究。深部转移,减少其对底板的压力。(2)爆破后裂隙圈外围的松软岩体由于1巷道底板深部松动爆破控制底鼓的机理应力波的作用,形成一圈岩体压密区,使岩巷道开掘后,由于破坏了原岩应力平衡体的强度增加数倍,它在一定程度上可以抵从图3可见,底鼓时间曲线随着时间的增矿井的生产任务,保证了安全生产,社会效加,曲线开始较陡,以后渐趋缓和,至观测益显著。并且减少卧底、铺轨造成的人力
4、、物结束时已基本呈水平状态,表明底板变形基力消耗8万元/年,经济效益较显著。本稳定,说明采用反拱碹能将巷道底鼓量控(责任编辑一川)制在35～43mm范围内。5经济效益和社会效益作者简介周亚杰,1969年生,工程师,1991年毕业于西安矿业学院采矿工程系。现任生产技术科副科长。参加局经过1994年8月治理1208大巷底鼓至今矿多项科研项目,1994年获矿务局科技进步奖四项,获省科技进步将一项。已经两年多了,这期间,1208大巷担负着全·60·1998.№3矿山压力与顶板管理抗水平挤压力。考虑到钻眼机具及巷道断面、
5、施工安全系数由于上述作用,松动区与底板之间的岩等,确定孔深为2m。体既处于降压区内又增加抗压强度而形成上(4)炮眼走向布置方式。在单面卸压方式自撑岩环体;而松动区下方的岩体,主要由下,为了能形成连续的松动带,采用直线布压密区和未松动破坏的岩体组成而形成一个置方式。反拱结构,如图1所示。也就是说,底板深部(5)炮孔间距。炮孔间距是炮孔密集系数松动爆破后在底板岩体中形成两层自撑结与最小抵抗线的比值;此外,为确保两相邻构:即上自撑岩环体和下自撑岩拱体,从而炮孔爆破后有一定范围的相交面,故炮孔间提高了巷道的稳定性,降低
6、其维护费用。只有距应小于理论计算值,本试验取700mm。当下自撑体破坏后继续向深部扩展、上自撑2.2单孔装药量的确定体受挤压破坏、松动区岩石逐渐挤压密实后,按上述参数在试验巷道中进行四组装药才会发生剧烈的巷道底鼓变形。量的现场爆破试验,炸药类型选用2号岩石铵梯炸药,其装药量分别为75g、150g、225g、和300g。现场爆破试验表明,150g装药量爆破后松动范围比较适合本试验巷道,效果最好。而75g装药量爆破后松动范围太小,225g和300g装药量爆破后底板表面遭到破坏,出现松动裂缝。因此,单孔装药量采用15
7、0g。3现场试验3.1试验巷道的支护情况柳新煤矿251材料道位于井田二水平北一采区2层煤中,巷道标高-430m,埋深图1巷道底板深部松动爆破机理示意图466m。北一采区周围有两条平均落差为35m和50m的大断层F16和F51,并且在大断层2参数设计附近伴生有许多次生小断层,因此,251巷处2.1炮孔位置参数确定于结构应力复杂、断层节理发育的区域里。(1)孔口位置。由于试验巷道围岩岩层属251巷道的顶板为泥质粉砂岩,厚度为急倾斜岩层,且巷道底鼓在横断面上不均匀,5.1m;2层煤厚1.4m;底板岩层为粉砂质泥呈斜坡
8、状,即上帮侧底鼓大大超过下帮侧底岩,厚度为4.5m。顶底板岩层的抗压强度为6鼓,故采用单面卸压的形式,根据对急倾斜～9MPa,抗拉强度为0.9～2.4MPa,内聚力岩层的巷道底板挤压主方向分析,结合现场仅为0.1～0.25MPa,可见巷道围岩为软弱岩矿压观测,确定孔口位置距巷道下帮侧底角层。600mm处。为了使本次试验有较好的对比性,试验(2)炮孔角度。为保证底板有足够厚度的巷道共分为
