深部高应力动压巷道支护方法

深部高应力软岩巷道支护技术周俊林;林登阁;王迎东【摘要】近年来，煤炭等矿产资源的开发利用逐步向深部发展，深部软岩巷道大变形、大地压、难支护等特征表现明显，支护问题日益突出。

根据具体情况，安居煤矿千米埋深软岩硐室井下中央泵房，拱墙设计采用锚网索喷＋锚注＋现浇混凝土加固方案，底板采用抗让结合的反底拱及底板注浆治理方案，有效地控制了硐室变形破坏，取得了预期效果。

实践表明，以锚注为核心的锚注联合支护体系，可有效控制深部软岩巷道围岩变形，保证巷道长期稳定。

【期刊名称】《建井技术》【年(卷),期】2013(000)006【总页数】4页(P29-32)【关键词】高应力软岩巷道;深部;锚注加固技术;数值模拟【作者】周俊林;林登阁;王迎东【作者单位】冀中能源峰峰集团九龙煤矿，河北邯郸，056500;山东科技大学，山东青岛，266510;山东科技大学，山东青岛，266510【正文语种】中文【中图分类】TD353+.9深部软岩巷道稳定性控制一直是国内外矿山工程支护加固的难题之一［1］。

近年来，煤炭等矿产资源的开发利用逐步向深部发展，深部岩体的结构特征与力学性能越来越复杂。

浅部矿井开采中，表现为硬岩特征的岩体，进入深部开采后，往往表现出大变形、大地压、难支护等软岩力学特征［2］，产生了一系列的工程问题。

巷道地应力增大，且水平地应力明显大于垂直地应力，形成高水平地应力［3］。

这些都加剧了软岩巷道围岩变形破坏程度，增大了支护难度［4］。

因此，开展深部高应力软岩巷道支护技术研究，势在必行。

1 深部高应力软岩巷道支护技术20世纪80年代，世界各国巷道支护大多以金属支架为主。

金属支架在浅部矿井开采中，发挥了良好的支护作用，得到了广泛应用［5］。

随着矿井开采深度的加大，深部软岩巷道采用传统的支护方式，已难以保证围岩稳定，不能适应深部开采需要。

目前，世界多数产煤国家采用各种不同类型的锚杆、锚杆桁架及锚索支护方式，其中以美国、澳大利亚尤为明显。

深部高应力全煤巷道支护技术张成文1,杨万斌2(11冀中能源集团公司,河北邢台054000;21河北工程大学河北邯郸056038)[摘　要]　冀中能源黄沙煤矿2123工作面埋深达到800m 以上,导致地应力大,巷道支护困难。

在岩层结构分析的基础上,对该工作面回风巷进行了全煤巷道锚网索支护设计,通过矿压观测证明支护是成功的,为黄沙矿深部煤巷支护提供了重要参考,也为冀中能源其他煤矿全煤巷道支护设计提供了可行的范例。

[关键词]　全煤巷道;支护技术;岩层结构[中图分类号]T D35316 [文献标识码]B [文章编号]100626225(2010)0420063202Technology of Supporti n g D eep Full 2seam Coa l Roadway w ith H i gh Stress[收稿日期]2010-04-12[作者简介]张成文(1961-),男,河北蔚县人,在读博士,高级工程师,现任冀中能源集团公司副总经理。

冀中能源峰峰集团黄沙煤矿是112M t/a 的大型矿井,现在开采深度已达到750～850m ,由于埋深大和构造地应力的影响,表现出高应力的特点。

采用普通支护设计的回采巷道一个月后就严重变形、破坏,极大地影响了采掘衔接。

本文在2123工作面回风巷采用岩层结构分析的方法进行全煤巷道支护设计获得成功,为黄沙矿深部煤巷支护提供了重要参考,也为冀中能源其他煤矿全煤巷道支护设计提供了可行的范例。

1　岩层稳定性分析111　顶板岩层结构分析通过对2123工作面回风巷岩层顶板打钻取芯和试验室实验,该工作面煤层无明显的层理面,强度较高,煤层单轴抗压强度为1314MPa 。

煤层以上214m 间为中砂岩,其中0～018m 无完整的岩芯,018～214m 岩芯采集率为3316%。

该段岩层中砂岩,抗压强度也很高,但是岩芯采集率很低,说明岩层裂隙发育,可以作为直接顶看待。

214～414m 的取芯范围均为中砂岩,其中214～315m 岩芯采集率为7213%,315～414m 岩芯采集率为7713%。

深井高应力巷道支护技术研究【摘要】本文针对深井巷道支护困难问题，采用二次支护形成围岩锚注加固结构，改善围岩承载能力。

锚注加固结构具有其它支护所没有的特性，主要体现在较好的整体性、稳定的结构性、较高的承载力和较强的抗变形能力上。

【关键词】深井；二次支护；锚注加固结构0 概况梁宝寺二号井位于山东省巨野煤田，设计能力120万t/年。

主采3煤层，煤层顶板为泥岩和粉砂岩，煤层底板为泥岩、粉砂、细砂岩。

开采第一水平-1020m 水平，埋藏深，围岩应力高，矿压显现剧烈，巷道产生破坏和变形更为严重。

根据二号井的实际情况，现阶段巷道支护困难是制约矿井高效生产建设的主要问题。

因此，本矿加强深井高应力巷道围岩稳定性控制技术研究，不断总结经验，成功实现了对深井高应力巷道围岩的有效支护。

1 巷道支护设计1.1 一次支护现以内水仓巷道支护为例进行说明。

一次支护采用锚网索喷方式。

（1）锚杆间排距800mm×800mm，打设底角锚杆时下倾45°，锚杆采用Φ22×2800mm高强预应力左旋无纵筋螺纹树脂锚杆，锚杆外露10～40mm，使用应力显示让压管、减摩垫圈，锚杆安装过程中要把应力显示让压管让压部分压平。

（2）金属网采用Φ6.5mm冷拔钢筋经纬网，规格为1400mm×1000mm，网格长×宽为100mm×100mm，金属网要压茬搭接，搭接长度不小于100mm，搭接两块网要用12﹟双股铁丝三花绑扎联接，间距不大于200mm。

（3）锚索规格为Φ21.6×8200mm，间排距为1600mm×1600mm，使用4支MSK2550型树脂锚固剂锚固，托盘规格300mm×300mm ×16mm。

（4）支护完成后初喷喷砼强度C25，喷体厚度150mm。

1.2 二次支护二次支护采用钢筋梯+锚杆+注浆锚索的支护方式。

（1）锚杆间排距为1600mm×800mm，锚杆规格不变。

深部巷道强力支护探讨1 前言随着煤炭工业的发展，矿井开采深度增加，．开采强度增大，带来了一系列问题，如地压、地温等，特别是深部巷道的压力问题，如解决不好，势必会给矿井生产和安全带来困难，因此，必须要解决好深部矿井支护问题。

2 深部巷道支护方式深部巷道地压大，尤其是采区巷道，它直接与采煤工作面相边，直接处于采面动压范围之内，在采场上覆岩层活动的影响下，动压大，围岩变形大，随着矿井开采深度的增加，支护日趋困难。

尤其采用刚性支架，在大多数情况下遭受扭曲、折断等破坏变形，失去支护作用，从而使围岩失去控制，断面严重缩小，成为“爬行”巷道，给矿井生产与安全带来影响。

此外，一般巷道掘进移近量较小，但随着矿井开采逐渐向深部发展，其掘进移近量将占很大比重。

据德国观测资料，在掘进深度为1000m 时，约有34％巷道的掘进移近量超过总移近量的40％；掘进深度达1 200m时，有57％巷道的掘进移近量超过总移近量的40％；巷道掘进移近量最大可达59％。

因此，掘进移近量是个不可忽视的因素’，要想有效地维护好深部巷道，必须选用初期支护强度高的支护方式。

随着采深逐渐加大，地压增高，若所支护的围岩岩性比较松软，抗压强度低于地应力值，围岩就要产生流动变形。

对这类岩石支护，硬抗是不明智的，也是行不通的。

应先让压、放压，特别是要躲开、让过掘进端头空间效应的变形地压，但也不能一味无限制地让和放，至适当程度时支架要有足够的刚度和稳定性，用以制服软岩松驰范围大的后期蠕动地压。

因此，深部巷道支护要求强度高，可缩性能好，整体稳定性好，与顶板的适应能力强，有利于保护顶板的完整性。

下面几种支护方式能较好地适应深部巷道的变形和矿压显现。

2．1 光爆锚喷网支护随着支护改革的深入发展，光爆锚喷支护．在煤矿应用得越来越广泛，特别是徐州矿业集团公司在光爆锚喷方面取得了一定的经验，因此，针对矿井深部巷道的地压特点，采取一定的技术措施，在深部巷道运用光爆锚喷是可行的。

深部高地压巷道锚索支护技术对策1、采用合适的锚索支护材料：在深部高地压巷道中，选择适合的锚索支护材料是非常重要的。

常见的锚索材料包括钢绞线、预应力钢绞线和复合锚索等。

根据巷道的具体情况和高地压力的大小，选择合适的锚索材料，并根据需要进行预应力设计，以增强锚索的抗拉能力和稳定性。

2、合理布置锚索点：深部高地压巷道的锚索支护需要合理布置锚索点，以确保锚索的有效性。

在巷道的设计和施工过程中，应根据巷道的形状、岩层的性质和地压的分布情况，在巷道两侧或顶部设置合适数量的锚索点，并保证锚索点的均匀分布。

要考虑锚索的布置密度，根据地质条件和高地压力的大小，设置适当的锚索间距和锚索张力。

3、增加巷道的支护强度：为了增加深部高地压巷道的支护强度，可以采用多种支护措施。

可以在巷道的周围设置钢筋网片、喷锚石网等支护材料，以增加巷道的整体强度和稳定性。

还可以在巷道的侧墙和顶部设置钢梁或钢板，以增加巷道的层间刚度和抗变形能力。

4、加强巷道的预应力支护：对于深部高地压巷道，采用预应力锚索支护技术可以显著提高巷道的稳定性和抗变形能力。

预应力锚索支护技术通过在巷道周围设置预应力锚索，使锚索向巷道施加张力，从而增加巷道的整体受力能力。

在预应力锚索的设计和施工中，需要根据巷道的具体情况和高地压力的大小，计算合适的预应力张力和锚索张力，并采取适当的锚固和张拉措施，确保锚索的稳定性和可靠性。

5、加强巷道的监测与管理：在深部高地压巷道的支护过程中，监测与管理是非常重要的。

通过安装监测设备，如应变计、位移计和压力表等，实时监测巷道的变形和地压的变化，并根据监测数据及时调整和加强巷道的支护措施。

要加强对巷道的日常管理，保持巷道清洁、干燥和通风，定期进行巡查和维护，及时处理巷道的安全隐患，提高巷道的使用寿命和安全性。

深部高地压巷道锚索支护技术对策包括选择合适的锚索支护材料、合理布置锚索点、增加巷道的支护强度、加强巷道的预应力支护以及加强巷道的监测与管理。

深部高地压巷道锚索支护技术对策随着我国煤炭资源的逐渐枯竭，煤矿采煤深度不断增加，深部高地压巷道的岩层压力也相应增大，对煤矿安全生产提出了更高的要求。

在这样的背景下，深部高地压巷道锚索支护技术成为了煤矿巷道支护的重要技术手段。

1. 巷道锚索支护原理巷道锚索支护技术是指在巷道围岩或煤层顶板上预埋锚杆，利用锚杆传递的张力来支撑巷道围岩或煤层。

巷道锚索支护可以有效减缓围岩应力，增大围岩稳定范围，减少岩层和煤层的开裂和顶板下沉，提高巷道的安全性和稳定性。

巷道锚索支护方式包括单体锚索支护和复合锚杆支护。

单体锚索支护是指在巷道围岩或煤层顶板上单独设置锚杆，采用单一方式传递张力；复合锚杆支护是指在巷道围岩或煤层顶板上同时设置多根锚杆，通过相互配合的方式共同传递张力，增加了支护效果和稳定性。

1. 加强探测技术深部高地压巷道的围岩和煤层岩层压力巨大，需要提前对巷道周边的岩层情况进行准确的探测和分析，以便选取合适的锚杆支护方式和技术参数。

通过地质雷达、地震勘探、钻孔岩芯等高科技手段，可以全面了解巷道围岩和煤层的岩性、断裂、裂隙、裂纹等情况，为巷道锚索支护提供科学依据。

2. 选用合适的锚杆和锚索材料深部高地压巷道锚索支护的强度和稳定性对锚杆和锚索的材料质量有着极高的要求。

应选用高强度、耐蚀性好的材料，如高强度合金钢锚杆、高强度碳纤维锚索等，以提高锚索支护系统的强度和耐久性，确保巷道围岩和顶板的长期稳定支护。

3. 完善支护工艺深部高地压巷道锚索支护工艺需要综合考虑锚孔钻进、锚杆预埋、张拉锚索、固化锚固等环节，合理制定施工方案，严格按照规范要求进行施工操作。

在预埋和张拉锚索过程中，要注意控制锚杆和锚索的张力，避免因过大的张力导致巷道围岩开裂或顶板下沉，影响设备和人员的安全。

4. 定期检测和维护深部高地压巷道锚索支护系统在长期使用过程中，需定期进行巡检和维护，及时发现和处理锚孔破坏、锚杆变形、锚索锈蚀等问题，确保锚索支护系统的完好和可靠。