深井软岩巷道支护技术研究

当代化工研究 99Modern Chemical Research 丿丿2019 • 06技术应用与研究深井软岩巷道支护技术研究*刘廷（汾西矿业正佳煤业有限责任公司山西041399）摘要：正佳煤矿巷道围岩属于软岩巷道，巷道掘进支护后围岩变形量大，且难以控制，基于此，笔者在对巷道破坏影响因素分析的基础 上，对矿井的软岩巷道支护方案进行了设计，并对巷道支护效果进行监测分析，结果表明：采用锚网索喷支护+底板采用注浆锚杆联合支 护方式进行巷道支护在控制围岩变形和治理软岩巷道底臓等方面具有良好的效果” 关键词：煤矿；软岩巷道；底鼓；围岩控制中图分类号：T 文献标识码：AStudy on Support Technology of Soft Rock Roadway in Deep MineLiu Ting(Fenxi Mining Zhengjia Coal Industry CO., LTD., Shanxi, 041399)Abstracts The surrounding rock of Zhengjia Coal Mine roadway belongs to soft rock roadway, and the deformation of surrounding rock after roadway excavation and support is large and difficult to control. Based on the analysis ofinfluencingfactors ofroadway damage, the author designs the supporting scheme of soft rock roadway in mine, and monitors and analyses the supporting effect of roadway. The roadway support with bolt-mesh- cable-shotcrete support and floor combined with grouting-bolt support has good effect in controlling surrounding rock deformation and controlling floor heave of soft rock roadway.Key words： coal mine； soft rock roadway； floor heave\ surrounding rock control1 •矿井概况正佳煤矿巷道围岩属于I类软岩，矿井主采的煤层为3 号煤层，埋藏深度在600〜800m之间，平均深度在700m,矿 井属于深部开采矿井，地应力较高。矿井的运输大巷以及回 风大巷处于开采的井田中部偏北，沿着煤层底板进行掘进， 目前采用的支护方式均为锚网喷支护。正佳煤矿地质资料显 示：井田内存在因水平主应力挤压形成褶皱构造以及断层。 受巷道围岩为深井高地应力工程软岩巷道影响，开拓巷道矿 压显现明显，变形严重，运输大巷出现拱顶下沉和底臓、回 风大巷明显底臓等，因此采用单纯的锚网喷支护无法完成巷 道支护，达不到安全高效的生产需求，因此为了解决正佳煤矿 软岩巷道围岩支护的问题，对深井软岩巷支护技术进行研究。2. 巷道破坏影响因素分析（1）软岩成分，正佳煤矿软岩成分大多为黏土矿物， 如蒙脱石、高岭石等，这些矿物吸水膨胀，与巷道围岩底臓 有必然的联系。矿井开采的3#煤层容易受地表水和老空区积 水影响的问题，因此必须针对这种情况进行必要的防水隔绝 措施。（2）埋深，正佳煤矿是深井，因此较大的工程扰动 应力和应力集中是不可避免的。应力重新分布后会对巷道表 面进行破坏，形成塑性区，表面无法承受时则会向巷道内部 转移，从而引起塑性区的扩散，造成松动圈的增大，因此在 支护时应该增大支护强度。（3）弱面发育，通过顶板窥视 装置的监测，存在较多的破碎带，由于岩石的碎涨作用，必 将造成顶底板和两帮围岩的突出，而且可以看到顶底板岩层 存在较多裂隙和软弱夹层，容易造成顶板离层，破碎，难以 形成锚杆的压缩拱，且锚杆较短，不易发挥悬吊作用，需配 合锚索与较深部坚固围岩进行锚固。3. 正佳煤矿软岩巷道支护设计⑴顶板锚网索喷支护方案支护方案如图1所示，锚网索喷支护参数为：①锚杆。 选用BHRB600型钢筋，规格为20mmX2400nun,巷道的顶板均 匀的布置5根锚杆，间排距为1000mm X800mm=锚杆锚固形 式为加长锚固，锚杆锚固剂型号为Z2835,使用两卷。②锚 索。锚索采用两种锚索，位于半圆拱弧顶的锚索规格采用直 径为4）15. 24mm的1X7钢绞线锚索，长度为7m,半圆拱弧顶 两侧的锚索规格采用直径为◎ 15. 24皿的1><7钢绞线锚索，长 度为8m,锚索之间的夹角为35° □③金属网。金属网参数如 下：采用10#铁丝制作，金属网长宽为2000mmX 1000mm,网孔 规格为lOOmmX 100mm,金属网铺设时搭接长度为100mm。100480050003 1 21—拱顶锚索；2—两侧锚索；1—拱顶锚索；2—两侧锚索；3—高强螺纹钢锚杆 3—高强螺纹钢锚杆（a）支护断面剖面图 （b）顶板支护平面图图1大巷顶板锚网索喷方案⑵底板锚注支护底臓锚注治理方案分别如图2所示。大巷锚注支护参 数：①喷射混凝土。喷射的混凝土强度为C20,对巷道进行 初喷，以及二次喷射时厚度均控制在50mm左右，混凝土的 配合比为1 ： 2 ： 2。②注浆锚杆。采用直径为25mm,长度 为2500mm的中空注浆锚杆，锚杆具备的破断力应大于等于 15t,杆体注浆孔直径为06mm,间排距为1.2mX1.2m,

每个inn 当代化工研究丄 UU Modern Chemical Research技术应用与研究2019 ・ 06半煤岩巷掘进支护参数优化设计研究*吕声瑞(山西汾西正佳煤业有限责任公司山西041300)摘要：3106回采工作面进风巷是半煤半岩巷，为了对巷道的支护参数进行优化，减少巷道支护时间及降低支护成本，采用数值模拟手 段，分别对不同的支护参数进行模拟分析，并根据数值模拟结果，对3106回采工作面进风巷支护进行重新设计，现场实践表明，设计的巷 道支护参数可以保证巷道的使用安全，达到了减少巷道支护时间，增加巷道掘进效率的目的.关键词：巷道支护；参数优化；半煤岩道 中图分类号：T 文献标识码：AStudy on Optimization Design of Driving Support Parameters in Semi-coal Rock RoadwayLv Shengrui(Shanxi Fenxi Zhengjia Coal Industry CO., LTD., Shanxi, 041300)Abstract: The air intake lane of3106 mining -workingface is a semi-coal rock roadway. In order to optimize roadway support parameters, reduce roadway support time and reduce support cost, different supportparameters were simulatedand analyzed by numerical simulation method, and according to the results ofthe numerical simulation, the roadway support in 3106 mining working face was redesigned. Fieldpractice shows that the designed roadway supportparameters can ensure the safety of roadway use, andachieve thepurpose of reducing roadway support time and increasing roadway driving efficiency.Key wordsi roadway support^ Parameter optimization^ semi-coal roadway巷道支护是巷道安全运行的基础性工作之一，同时也是 巷道掘进过程中占用时间最多的工作。巷道支护通常面临巷 道支护强度与巷道支护时间的矛盾，因此，采用科学的方法 对巷道支护参数进行优化是十分必要的。1 •工程概况山西某矿开采的是3号煤层，现在正在掘进是的3106回下转第101页断面设置4根。③注浆参数。注浆参数如表1所示。上接第99页注浆材料水泥添加剂注浆量注浆压力注浆 时间普通硅酸盐水泥加添加剂型号用量4袋50kg/袋2. 0 ~ 3. 0 MPa最大3. OMPa3~5min水灰比添加剂水泥ACZ-14%~6%0. 7: 1~ 1: 14%~6%525# 硅酸盐1—底角注浆锚杆；2—底板注浆锚杆 1—底板注浆锚杆(a)支护断面剖面图 (b)底板支护平面图图2巷道断面图4.支护效果分析(1)监测内容。在运输大巷内布置测站，伴随掘进 每隔40m设置一个测站，共设立5个观测站，监测总长度为 160m,每个测站为一个监测断面，监测内容为：①巷道表面 位移监测，包括：顶底板相对移近量，两帮相对移近量；② 巷道深部破坏范围，包括：顶板离层监测和两帮破碎区范围 监测；③巷帮深部围岩位移观测。(2)变形监测记录。采用锚网索喷支护+底板采用注 浆锚杆联合支护方式进行巷道支护后，顶底板表面位移量最 大可达160mm,说明通过支护，顶板下沉量和底臓量均得到 了有效的控制；两帮的表面位移量为350mm以下，不会影响 矿方正常的生产和运输，说明该支护方案能有效限制巷道表 面的移近量。顶板离层量可以限制在8〜10mm之间，发生严 重顶板离层现象的可能性较小；由深部岩层位移量结果分 析可知，采用锚网索喷支护+底板采用注浆锚杆联合支护方 式，0〜加、0〜4m、0〜6m之间的深部岩层位移量可以限制 在90mm、120mm以及140mm之间，深部岩层变形量较小，说明 锚网索喷支护+底板采用注浆锚杆联合支护方式支护效果明 显，对深部围岩的稳定性发挥作用。5.总结通过理论分析及矿井的实际地质资料，确定正佳煤矿宜 采用锚网索喷支护+底板采用注浆锚杆联合支护方式进行巷道 支护，并对巷道的支护参数进行设计，并对采用该技术后巷道的 围岩变形情况进行统计分析，结果表明，设计的巷道支护方案 在控制围岩变形和治理软岩鮭底臓等方面具有良好的效果。【作者简介】刘廷( 1986-),男，汾西矿业正佳煤业有限责任公司；研究方向：电气自动化

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