ⅱ水平皮带机巷底鼓变形机理研究

《ⅱ水平皮带机巷底鼓变形机理研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、Ⅱ水平皮带机巷底鼓变形机理研究　　摘要巷道布置在太原群灰岩层位附近时，由于太灰具有“高水压、贫富水”的特点，在掘进施工中会遇到因断层引起的巷道滞后底鼓变形及出水，针对该问题，本文借助朱仙庄煤矿的实例对巷道底鼓变形的机理进行了分析，为以后此类巷道的安全施工提供技术参考。关键词朱仙庄矿；太灰含水层；底鼓变形；机理分析中图分类号TD82文献标识码A文章编号1674-6708（2013）93-0031-020引言朱仙庄煤矿Ⅱ水平皮带机巷F19断层破碎带连续发生滞后底鼓变形并伴随有少量底板出水，为彻底治理巷道，采取了物探、钻探、深孔注浆、浅孔泄压、修

2、复改棚等措施对巷道底鼓变形段进行了综合治理，目取得了较好的效果。1Ⅱ水平第二部皮带机大巷工程概况1.1施工概况6朱仙庄煤矿Ⅱ水平皮带机巷位于矿井南部二水平Ⅱ3采区下部，标高-676.2m～-683.6m，为避免巷道揭露10煤，保证10煤保护层工作面的连续开采，该巷道设计为近太原群灰岩掘进，局部地段揭露一灰或在一灰下层位施工。防治水工程设计依据为：将一灰、二灰作为隔水层，防止三、四灰出水，安全隔水岩柱取40m，按“物探先行、钻探验证、注浆加固（疏水降压）”的方式掘进。巷道采用锚喷+全封闭29U型棚+滞后注浆支护，锚杆为GM22/2800-49

3、0高强螺纹钢树脂锚杆，锚杆间、排距800mm×1000mm。架全封闭29U型棚支护，棚距500mm，顶、帮采用φ10mm钢筋笆腰背，底板以下采用φ10mm钢筋笆和铁背板腰背，喷厚150mm。注浆锚杆采用φ20×2000mm钢管加工，间、排距2000mm×2000mm。注浆一般滞后迎头150m～200m。1.2地质概况Ⅱ水平第二部皮带机大巷施工区域内构造复杂、断层较发育，共计揭露大小断层八条，巷道施工层位在10煤下和一灰之间，层间距63m左右，局部地段受断层错动影响，在一、二灰之间层位施工。根据实际揭露及探查F19断层取芯钻孔成果显示，10煤

4、距一灰法距63m，一灰厚约1.5m，二灰厚度约3.4m，一、二灰间距15m～18m，三灰厚度约9.0m，距离二灰约16m，四灰厚度约0.8m，距离三灰1.5m。1.3水文特征6朱仙庄矿太原群灰岩含水层组位于10煤底板下60m左右，含11～13层薄层灰岩，各层灰岩间均由一定厚度的海相泥岩隔水层组成，该含水组富水性有明显的垂直分带现象，-300m以下岩溶发育较低，富水性弱，q=0.0121/s·m～0.0132l/s·m，k=0.021～0.059m/d；该含水层组上段一、二灰厚度薄，富水性弱；三、四灰厚度大，含水丰富。Ⅱ水平第二部皮带机大巷下

5、部灰岩标高均在-680m以下，富水性弱，但水压大，实测二灰静水压6.35MPa。具有明显的“高水压、贫富水”、在断层等构造发育地段滞后活化突水等特点。2底鼓变形段的工程地质特点2.1空间位置主要的底鼓变形段位于Ⅱ水平第二部皮带机大巷（北段）中间联巷下口三岔门处。2.2构造特点底鼓段位于F19正断层（∠70°，H=20～35m）与F19-1正断层（H=5m）的破碎带内，F19-1为伴生断层。F19正断层延伸范围广，曾在Ⅱ3采区多处巷道内都有揭露，揭露时均不导水。2.3岩性及水理性质底鼓段巷道主要位于断层下盘，在一灰和二灰之间，一灰紧贴巷道顶板

6、，二灰距离巷道底板15m～18m，三灰距离巷道底板40m左右。巷道揭露岩性主要为砂质泥岩。图3Ⅱ水平第二部皮带机大巷底鼓段剖面图6中国矿业大学从该巷道底臌段巷道底板取四块岩样，经中国矿业大学资源学院实验中心鉴定，该岩样为含炭质伊利石泥岩，其主要成分为：伊利石占90%，炭质点5%，黄铁矿、菱铁矿、粉砂各占1%。3巷道历次来压与治理概况底鼓变形主要发生在Ⅱ水平第二部皮带机大巷（北段）拐终测点前39m～89m范围内，该段巷道于2009年5月份开窝施工，至今主要底鼓变形有四次，前三次底鼓变形程度较轻且未伴随出水，均进行了卧底改棚处理。第四次来压在2

7、010年10月1日下午中班，该三岔门处短时间内发生严重变形，主要表现为严重底鼓、底梁卡缆断裂、喷层大量脱落，10月2日夜班04：30左右伴随底板出水，水量在2m3/h～3m3/h，至10月4日夜班底鼓基本稳定，最大底鼓量1.1m，水量稳定在2m3/h～3m3/h，经水质化验分析，该水为太灰水与煤系地层砂岩裂隙水的混合水。由于第四次来压底鼓变形的破坏速度快，并伴随有底板出水，有明显的突水征兆。随即在该处施工了高分辨率底板直流电法和震波CT探测，均未发现富水异常现象。6针对第四次围岩破坏情况，首先采取了卧底、改棚的措施进行了巷道修复，之后采取了

8、浅孔注浆、深孔泄压的方法进行后期治理，在相邻的Ⅱ水平轨道大巷施工了3个远距离的疏水泄压孔，之后在中间联巷下口向北100m范围内施工了10个注浆加固钻孔，并在底鼓段处施工了5个加固