动压影响下软弱泥岩顶底板巷道支护技术研究_王晓亮.pdf
《动压影响下软弱泥岩顶底板巷道支护技术研究_王晓亮.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《动压影响下软弱泥岩顶底板巷道支护技术研究_王晓亮.pdf(3页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、动压影响下软弱泥岩顶底板巷道支护技术研究王晓亮(山西省汾西矿业(集团)有限责任公司双柳煤矿,山西柳林033300)摘要:5 采区回风巷顶底板均为软弱的泥岩且巷道受到邻近采掘作业面影响,围岩变形量较大。通过对巷道原支护方案存在问题进行分析,结合现场地质条件考虑采动压力影响,提出用自进式锚杆+注浆+喷浆方式支护围岩,并确定支护参数。经实践,5 采区回风巷围岩变形问题得以有效解决,实现了采动影响下软岩巷道围岩有效控制。研究成果可为矿井类似情况下软岩巷道围岩控制提供经验参考。关键词:巷道支护;采动压力;软岩巷道;自进式锚杆;围岩注浆中图分类号:TD353文献标识码:A文章编号:1003-773X(20
2、23)06-0127-020引言当煤层顶底板岩性均为软岩时,煤巷围岩变形量较大、控制难度较高,特别是巷道周边存在采掘作业面时,巷道在采动压力作用下围岩变形更为明显1-3。众多学者对动压影响软岩巷道支护进行研究,其中许兴亮等4以曹村矿 500 m 水平大巷支护为工程背景,综合使用理论分析、现场实测以及数值模拟分析等技术手段,对软岩围岩变形破坏机理以及围岩变形诱因进行分析,并提出强化围岩稳定性及支护体系强度为核心的围岩支护方案,实现了巷道围岩变形有效控制;徐佑林和张辉5以湾田矿运输下山支护为例,通过理论分析构建动压影响软岩巷道围岩塑性区分布范围计算模型,并通过钻孔窥视技术验证理论计算模型,根据围岩
3、塑性区分布范围提出通过全断面双壳锚注技术支护围岩,实现动压影响软岩巷道围岩变形有效控制6-8。文中就结合以往研究成果,以 5 采区回风巷围岩控制为背景,针对性提出动压软岩巷道围岩支护技术方案,实现了巷道围岩有效控制。1工程概况山西某矿井田范围内开采煤层包括有 2 号、3号、9 号、11 号等,现阶段生产主要集中在浅部的 2号、3 号煤层。2 号煤厚 3.89 m,倾角 510,直接顶为 3.86.7 m 泥岩、硬度 1.52.7,基本顶为 3.78.5 m 的粉砂岩、硬度 3.75.6;直接底为 2.23.9 m泥岩、硬度 1.52.7,基本底为厚度 4.17.4 m 的石灰岩、岩体普氏硬度
4、3.46.2。5 采区回风巷沿着 2 号煤底板掘进,长度 3200m,巷道顶底板均为泥岩,加之巷道周边采掘影响,巷道出现较为明显的底鼓、巷帮收敛变形。对巷道围岩变形监测发现巷道水平收敛量介于 150580 mm、底鼓量介于 290760 mm,围岩变形量大给巷道正常使用带来制约,具体现场巷道围岩变形情况见图 1。矿井经过综合技术分析并结合 5 采区回风巷现场情况,提出采用注浆锚杆+表面喷浆方式对巷道围岩进行支护,通过注浆锚杆提高顶板、底板泥岩强度及抗变形能力,表面喷浆实现表面岩体裂隙封堵,解决围岩强度低、动压影响下巷道巷道围岩变形量大问题,为巷道使用创造良好条件。2巷道原支护存在问题分析及支护
5、参数优化2.1巷道原支护问题分析2.1.1原支护方案5 采区回风巷净宽、净高分别为 5.3 m、4.2 m,净断面积为 23.26 m2,巷道断面大且顶底板均为软弱的泥岩。用锚网索支护方式,断面如图 2 所示。顶板用规格 22 mm2 500mm 螺纹钢锚杆+规格 150 mm150 mm10 mm 高强度方形托盘,每排 8 根,设计间排距 800 mm750 mm;护表用桁架(12 mm 钢筋焊接组成),宽为 80 mm、长为 5 250 mm。顶板补强用规格21.6 mm8 500 mm 钢绞线锚索+规格 300 mm收稿日期:2022-04-20作者简介:王晓亮(1985),男,山西平遥
6、人,毕业于山西煤炭职业技术学院煤炭开采专业,专科,现为工程师。总第 242 期2023 年第 6 期机械管理开发MechanicalManagementandDevelopmentTotal 242No.6,2023DOI:10.16525/14-1134/th.2023.06.051图 1巷道现场围岩变形图 2巷道原支护断面(单位:mm)1 200 1 200 1 2001 6001 6007505 3005 54021.68 500222 50021.64 300222 5001454009003001 600 1 0004 2004 320优化改造机械管理开发第 38 卷300 mm16
7、 mm 高强方形托盘,锚索按照 43 布置方式,一排 3、4 根时间距分别为 1 600 mm、1 200mm,排距均为 1 200 mm。巷帮用 22 mm2 500 mm 螺纹钢锚杆+规格150 mm150 mm10 mm 托盘+W 钢带支护,锚杆间排距 800 mm900 mm,最上部锚杆距顶板 400mm。补强锚索用 21.6 mm4 300 mm 钢绞线+300mm300 mm16 mm 托盘,锚索间排距 1 600mm、1 600 mm。在巷道顶板及底板上均铺设宽长=1 540 mm940 mm 金属网,巷道底板不支护。2.1.2支护方案存在问题分析5 采区回风巷顶底板均为软弱的泥
8、岩,原支护方案未支护底板。巷道在围岩蠕变以及附近回采巷道采动压力作用下会出现变形,由于底板未支护,则首先会导致底鼓量大;巷道底鼓严重会导致巷帮、顶板变形量增大,进而影响巷道正常使用。2.2巷道支护优化2.2.1优化技术方案根据 5 采区回风巷围岩变形特征以及原有巷道支护方案存在的问题,提出在巷道原有锚网索支护方案基础上,采用注浆锚杆提高顶底板及巷帮岩体强度,通过表层喷浆方式封闭巷道围岩,降低水、空气等影响。顶底板及巷帮用型号 ZJS25、规格 25 mm2 500 mm 的自进式锚杆。顶板自进式锚杆布置在原锚杆中,间排距为 1 500 mm、1 600 mm,巷帮间排距分别为 1 800 mm
9、、1 600 mm;底板自进式锚杆间排距2 000 mm、1 600 mm 布置,两侧锚杆外插 30,中部锚杆垂直底板布置。具体优化后巷道围岩支护方案布置如图 3 所示。2.2.2支护工艺对刷扩巷道断面后全断面(顶底板及巷帮)喷浆,喷浆层厚 50 mm、强度 C20,通过喷射混凝土不仅可实现围岩支护而且便于注浆泵、钻机等设备安装,同时喷浆层可降低围岩注浆外溢量。锚杆施工 4 排后集中注浆,以便提高施工效率,注浆后对再喷射厚 50mm 混凝土。3巷道围岩支护效果在 5 采区回风巷采用自进式锚杆进行注浆加固后,在巷道内布置测站对围岩变形进行为期 3 个月监测,现场间隔 150 m 布置 2 个测站
10、,单个测站内数据监测间隔为 7 d,具体围岩变形监测结果见表 1。从表 1 监测结果看出,1 号测站在 2019 年 3 月10 日6 月 13 日时间范围内,顶底板及巷帮累积变形量为 10 mm、8 mm,2 号测站顶底板及巷帮累积变形量为 2 mm、2 mm;围岩变形量较小,通过采用自进式锚杆并对围岩进行注浆,可显著提升顶底板及巷帮稳定性,降低采动压力影响,以便为巷道后续使用创造良好条件。4结论1)5 采区回风巷顶底板岩性均为泥岩,自身承载能力较差,巷道支护完成后在地应力以及采动压力等作用下呈现出底鼓量大、顶板及巷帮收敛严重等问题,给巷道后续使用带来显著制约。结合巷道原有支护方案及现场地质
11、条件,分析得出巷道顶底板自身强度低以及巷道底板未支护是导致围岩变形过大的主要原因。2)在巷道原支护方案基础上,用自进式锚杆+注浆+喷浆方式加固围岩,并依据现场情况设计加固方案。现场应用后,5 采区回风巷顶底板及巷帮变形较小,其中监测到顶底板变形为 10 mm,实现动压影响软岩巷道围岩控制。参考文献1王晓辉.深部动压软岩巷道修复实践与应用J.中小企业管理与科技(中旬刊),2015(4):190-191.2高飞,雷燕昂.动压影响底板软岩巷道支护技术研究J.能源技术与管理,2015,40(1):36-38.3汪占领.深部动压软岩巷道底鼓控制技术研究 J.煤炭工程,2017,49(7):55-57.图
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 影响 软弱 泥岩 底板 巷道 支护 技术研究 王晓亮
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【自信****多点】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【自信****多点】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。