李粮店煤矿巷道围岩变形机理及支护研究.pdf

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1、２０１４年第２１期（总第１５０期）江西建材勘察与测绘李粮店煤矿巷道围岩变形机理及支护研究■李瑞华■１．河南理工大学，河南焦作　４５４０００；２．郑州华辕煤业有限公司，河南新郑　４５１１７１摘要：本文首先针对李粮店煤矿开拓巷道围岩变形现状分析该处地应力规律，据岩石力学有关岩石破坏机理可知，剪应力是两个主应力差值的一半，最后根据本矿大采深软岩的特点提出采用锚架注联合支护技术，为深部而岩体的破坏通常是由剪切破坏引起的。在矿井深部进行开采后，会巷道合理支护和煤层安全高效开采做了一次较好的尝试。遇到较大的剪应力，围岩稳定

2、性会较差，巷道支护困难，为此必须依据关键词：大采深软岩地应力锚架注支护地应力情况，采取相应支护形式，做到安全、经济和可靠。其线性回归Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓｐａｐｅｒａｉｍｅｄａｔｔｈｅｇｒａｉｎｓｈｏｐｌｅｅｃｏａｌｍｉｎｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｐｒｅｓｅｎｔｓｉｔｕａ方程为：∑＝０．００８Ｈ－０．３４４ｔｉｏｎａｎａｌｙｓｉｓｏｆｔｈｅｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇｒｏｃｋｏｆｒｏａｄｗａｙｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｌａｗｏｆｇｒｏｕｎｄ由于李粮店煤矿最大水平主应力方向与西翼轨道运输斜巷、东翼轨ｓｔｒｅｓｓ，ｆｉｎ

3、ａｌｌｙａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｔｈｅｍｉｎｅｍｉｎｉｎｇｏｆｄｅｅｐｓｏｆｔ道运输大巷和井底车场水仓等开拓巷道轴线方向近乎垂直，地应力对巷ｒｏｃｋａｎｃｈｏｒｆｒａｍｅｊｏｉｎｔｉｎｊｅｃｔｉｏｎｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｓｐｒｅｓｅｎｔｅｄｉｎｔｈｉｓ道顶、底板水平应力集中分布的影响较其对巷道两帮的影响大得多。ｐａｐｅｒ，ｒｅａｓｏｎａｂｌｅｆｏｒｔｈｅｄｅｅｐｒｏａｄｗａｙｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇａｎｄｓａｆｅａｎｄｅｆｆｉｃｉｅｎｔｍｉｎｉｎｇｏｆｃｏ

4、ａｌｓｅａｍｍａｄｅａｇｏｏｄｔｒｙ．３　李粮店煤矿支护研究Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｌａｒｇｅｍｉｎｉｎｇｄｅｐｔｈ；Ｓｏｆｔｒｏｃｋ；Ｉｎ－ｓｉｔｕｓｔｒｅｓｓ；Ａｎｃｈｏｒｆｒａｍｅｓｕｐｐｏｒｔ参考李粮店煤矿的实际情况，并结合开拓巷道使用寿命长、原支护变形特征及变形机理，采用锚架注“三阶段”动态支护技术。即首先按随着煤炭开采深度的不断加大，地应力也随之增大。在大采深条一次锚网施工并预留一次变形空间，待巷道来压释放部分压力后，进行件下，会出现一系列的高地应力现象，在大采深高地应力条件下，围岩全断面长锚索加固，并架

5、设可缩性金属支架进行支护，最后采用深、浅必然产生与之对应的力学响应，如饼状岩芯现象和巷道流变失稳现象。孔结合进行壁后注浆加固围岩。李粮店煤矿井下开拓巷道多在地表７５０ｍ以下，深井问题突显。该应用该技术对西翼轨道运输斜巷一处变形严重巷道进行扩修试矿开拓巷道主要布置在二１煤层下部Ｌ７－８灰岩及Ｌ７－８灰岩下部的验，总体试验巷道成巷１２５ｍ。现场施工中，按２０ｍ分时段：先用全断面砂质泥岩、泥岩中，距二１煤层法线距离约２０ｍ。Ｌ７－８灰岩受构造影长锚索主动控制围岩，接着采用Ｕ３６钢棚可缩支护，再采用快硬水泥滞响松散破碎

6、，巷道顶板岩层强度较差，底板砂质泥岩顶部及中下部发育后注浆，三个地段平行作业。采取这种锚架注联合支护方式，分阶段动有煤线及薄煤层，发育有滑面，整体岩层强度较低。态加固，有力的控制了断层带地质构造应力引起的围岩破碎和巷道变１　李粮店煤矿巷道围岩变形现状形。巷道修复一年后，巷道顶板下沉量和两帮移近量：顶板最大下沉量李粮店煤矿原开拓巷道多采用锚网喷、局部用Ｕ型钢＋喷浆和锚为３２４ｍｍ，两帮最大移近量接近３５４ｍｍ。巷道整体支护效果良好。索加强的支护方式，巷道顶部、肩部极易变形破坏，出现混凝土浆皮破４　结束语坏脱落，底

7、臌较严重，且架棚返修后巷道围岩保持稳定时间短效果不煤矿开拓巷道服务年限长，工程量大，它的稳定和安全使用影响矿佳，具体体现在：西轨巷道由于所处岩层岩性较破碎，巷道变形较大，表井基建投资、建井速度和生产经营效果。现为巷道顶部、肩部和两帮局部都有较大的变形，架棚后效果不太明（１）李粮店煤矿井开拓巷道的变形破坏是由于高应力环境下软弱显；东轨巷道岩性较破碎，多处巷道变形较大，局部有滴水现象，部分巷岩体强流变造成，巷道围岩失稳机理是以水平应力作用下的高应力软道已架设Ｕ型棚，架棚后巷道变形较小；水仓巷道顶部较破碎，架棚后岩巷

8、道顶底板变形，出现巷道底臌、顶板冒落。（２）大采深开拓巷道施效果较好，但局部架棚地段也出现巷道顶部压裂和变形严重情况。工时，一次主动支护可留有一定的让压空间，以便于表面集中应力逐步２　李粮店煤矿变形机理研究向围岩深部转移。二次支护必须保证支护结构要有足够的承载能力，根据地应力原位测量，李粮店煤矿井底车场最大主应力大小保证静动压下的稳定，不再进行修复加固。尽量降低支护成本，加快施２８７