先让压后补强支护在高应力极破碎软岩中的应用.pdf

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1、2015年第5期中州煤炭总第233期先让压后补强支护在高应力极破碎软岩中的应用郝先虎，孙继华，刘煜伟(河南能源化工集团鹤煤五环分公司，河南鹤壁458030)摘要：鹤煤五环分公司一600m南大巷受高应力和破碎软岩影响，支护工作异常困难。五环分公司工程技术人员在掌握软岩运动变形规律的前提下，采用先让压后补强的支护技术，先进行有控制的让压，待围岩变形稳定后进行补强支护；各种支护共同承受围岩应力，巷道没有再发生明显的变形，支护效果良好。关键词：高应力；极破碎软岩；让压支护；补强支护中图分类号：TD353文献标志码：B文章编号

2、：1003—0506(2015)05—0068～o31概况鹤煤五环分公司位于鹤壁矿区中部，开拓方式为立井、暗斜井、多水平主下山开拓。现开采二叠系山西组二煤，煤厚平均8m，煤层倾角平均20。；矿井整体地质构造形态为2条大断层夹一个向斜轴，受断层和向斜影响，岩体应力集中，节理发育。一600m南大巷位于鹤煤五环分公司延深采区下部，受矿井条件限制，布置在五矿向斜轴部附近(图1)；该巷道布置在二，煤底板岩层中，巷道顶板图1—600m南大巷平面位置示意距二，煤底板10～16m，在砂质泥岩及泥岩中施工。该巷道两端分别连接3307中

3、巷和延深四车场，两侧造成巷道破坏的主要原因。分别为一600m泵房(变电所)和一600m水仓；巷2．2巷道所处层位影响道设计形状为斜墙半圆拱形，设计掘进断面19．01一600m南大巷围岩多为泥岩，受泥岩本身性m，净断面l3．73m，设计长度97．45m。受高应力质影响，巷道自稳时间短、变形速度快，是造成巷道影响，巷道岩性极其破碎；掘进过后，顶板开裂和底破坏的一个重要原因。鼓现象严重，不但影响施工进度，而且造成安全隐2．3硐室群的叠加应力影响患。因此，必须寻求合适的支护方式来保证巷道的一600m南大巷受一600m泵房、变

4、电所、水仓完整性和稳定性。等工程施工的扰动和硐室群的应力叠加影响，叠加的应力峰值达到原岩应力的2～3倍，围岩应力达到2破碎软岩巷道变形破坏机理分析塑性屈服条件，巷道两帮发生塑性流动，是造成巷道2．1上覆岩层压力和构造应力影响破坏的另一重要原因。根据巷道施工地质资料显示，一600m南大巷3支护机理埋深较大(770m)，再加上处于“五矿向斜”轴部(地质构造异常区)，自重应力和残余构造应力叠加是3．1让压支护让压支护并非最终支护，在大埋深、高应力、极破碎的软岩内，如不让压，现有的支护手段根本无法收稿日期：2015—02—2

5、5作者简介：郝先虎(1979一)，男，河南邓州人，工程师，硕士，2003年抵抗矿山压力，让压支护可在加固围岩的前提下，提毕业于河南理工大学，现从事矿山建设、地测防治水工作。高其支撑能力和抗风化能力，同时允许围岩在有效·68·2015年第5期郝先虎，等：先让压后补强支护在高应力极破碎软岩中的应用总第233期控制范围内释压变形，以适应破碎软岩的力学特4．2金属网征。金属网规格为1．1mX0．8m、8mm点焊网，3．2补强支护网格80mm×80mm；网之间搭接0．1m，除了使用在围岩变形稳定后，及时进行增强支护，为巷道金属

6、网边缘的直钩折弯后实现扣扣相连外，每隔围岩提供最终支护强度和刚度，用来保证巷道较长0．1m再使用5铁丝绑扎加固一次。时间的稳定和安全。待巷道稳定后，适时进行补强4．3喷射混凝土支护，以保证围岩不丧失自身的承载能力。同时补锚网支护后，顶部和两帮喷射0．1m厚的混凝强支护与让压支护密切结合，以共同承受围岩应力。土进行封闭，混凝土强度等级C20。4．4锚索4让压支护设计(1)按锚索实际能承受的破断力确定锚索的直锚网喷+锚索支护结构能与围岩形成密切结合径，采用18．9mm的锚索可满足需要。的结构体，封闭后防止围岩风化，并允许

7、围岩在应力(2)锚索的长度按公式L=L+2+L。进行作用下发生一定变形，而且代价相对较低，是一种理计算，其中。为锚索外露出岩体的长度，按锚索安想的让压支护材料。鹤煤五环分公司一600m南大装要求和标准化规定，取0．3m；L为锚索有效长巷让压支护如图2所示。度，根据锚索悬吊作用的原理，取稳定岩层(二。煤底板砂岩)与巷道顶板之间各层岩石厚度之和，取5．3m；L为锚索锚固长度，一般为1．5～2．0m，取2．0m。则锚索总长度L=7．6m，取8．0m。(3)锚索排距设计为2m，每排3根(正顶1根，2个肩窝位置各1根)。5补强

8、支护前的巷道变形观测补强支护滞后让压支护，即补强支护的时机是支护成败的关键。为保证补强支护的效果，把握补强支护的最佳时机，必须进行巷道围岩变形监测。图2—600m南大巷让压支护示意经过长期观测，确定一600m南大巷补强支护的最佳时机是在一600m泵房、变电所、水仓及其附属工4．1锚杆程竣工2个月。一600m南大巷围岩变形稳定之(1)锚杆直径按锚