新郑煤电公司三软煤层巷道支护技术研究
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三软煤层巷道交岔点联合支护技术应用摘要:“三软”煤层顶底板松软、受力易松散破碎、垮落,支护困难、承载能力差,在巷道交岔点支护过程中,巷道支架变形快、变形严重、棚腿容易钻底,维修率高、维修难度大,尤其是现在大力推进“四化”建设,加快实现“机械化减人、智能化换人”,大量新设备、大型设备的使用,对巷道交岔点的要求更高,选用合适的交岔点支护方式,对维持矿井的正常的安全生产秩序显得尤为重要。
本文将主要探讨联合支护技术在“三软”煤层交岔点支护中的应用。
关键字:三软煤层巷道交岔点联合支护技术“三软”煤层由于顶板软、煤层软、底板软,围岩稳定性差、承载能力差、煤层裂隙发育,巷道开掘后,围岩受压松散、破碎、垮落,巷道围岩承受很大的压力,近年来,随着煤矿机械化、智能化程度的提高,对巷道几何尺寸的要求也越来越大,交岔点的尺寸也就更大。
巷道交岔点处跨度大、应力集中、压力大、空间位置比较复杂且支护困难,造成该处巷道变形快。
火烧铺矿巷道交岔点支护主要以架U型棚并辅以工字钢穿花梁和U型钢抬棚的单一支护方式为主,根据多处工程实践,该支护效果差、巷道变形严重,往往巷道需要多次修复,才能满足使用需要,极大的增加的人力、财力、物力的投入,极大的增加的生产过程的安全风险,极大的延缓了工作面的投产时间。
因此,设计一套可靠的交岔点联合支护方式已变得迫在眉睫。
1、工程概况火烧铺矿23采区231运输石门与231704风巷交岔点位置原采用29U-5000型拱形棚进行支护、其规格为:下宽×中高=5.06m×3.2m,并用该型棚子架设抬棚进行支护、用三组(6根)7m长工字钢架设的穿花梁,由于压力大、支护强度不够,现拱形棚变形严重、巷道顶板下沉、两帮内挤严重。
为满足231704综采工作面设备运输、回采期间回风需要,需对该交岔点进行维修,考虑到17#煤推进慢,预计服务年限为2.5年。
2、交岔点支护设计为吸取原来支护失效的教训,维修时,考虑的方案为增大巷道断面、选用大棚子、增强原来的支护密度,并辅以增强围岩强度来支护交岔点。
论“三软”煤层巷锚杆支护的使用摘要:对“三软”煤层巷锚杆支护的应用,是关系到矿井生产安全的大事,必须正确使用巷锚杆支护,才能有效的提高煤矿技术生产水平,确保安全生产,提高经济效益。
关键词:“三软”煤层;锚杆支护;施工管理;效果分析引言煤矿随着采区接替和开采深度的增加,巷区受地压影响逐渐显著,加之“三软”煤层和支护方式选择的影响,部分巷区在掘进期间需要返工维修。
受采支影响后,周岩变突要求:对风门全部实现闭锁,最大限度解决了风门的同时敞开的问题,提高有效风量率,确保通风系统稳定可靠。
1 开展巷道和通风线路,确保通风巷道畅通矿井所有通风巷道必须保证完好、畅通无阻,破碎巷道和通风线路,应采取砌碹、支护等措施加以维护,确保井巷失修率符合《煤矿安全规程》规定,以保证通风系统畅通,降低矿井通风阻力。
如我矿2003年投入资金20万元,安排维修主要巷道1700多米,主要是针对总回风巷断面偏小、巷道昌落等影响通风系统稳定的问题,经巷道维护后,矿井主要通风机负压降低220Pa总进风量增加了360m3/min,系统风阻降低10%,使通风系统进一步合理、稳定、可靠。
2 加强局部通风管理,创造良好的作业环境局部通风的好坏,直接影响现场作业有人员的作业安全与健康,也严重影响矿井通风通风系统的稳定。
因此建立健全安全管理制度,从严加强局部通风管理,对于搞好安全生产、创造良好的作业环境,具有十分重要的意义。
首先要加强安全技术培训,提高全员局部通风安全意识,并严格按照《煤矿安全规程》规定和质量标准化管理要求,建立健全行之有效的管理规章制度,开展岗位技能比武考核活动,提高局部通风管理水平。
其次依靠科技进步,推广使用新型节能局部通风机,强制使用异径风筒、拐弯风筒,降低通风费用,提高工作面有效风量。
3 加强棚栏密闭管理,防止瓦斯事故的发生加强盲巷(小眼)棚栏管理,安监员负责包片范围内所有棚栏质量的监督检查,对报废巷道、小眼及时封闭、临时停风或报废巷道,施工队必须及时打上棚栏:对局部难以垮落顶板要采取强制放顶,使通风线路完好、畅通,减少以至杜绝外部漏风,提高矿井有效风量率,促进安全生产顺利进行。
“三软”煤层沿顶巷道锚网支护试验研究
王红卫;户春峰
【期刊名称】《中州煤炭》
【年(卷),期】1998(000)006
【摘要】在郑州矿区”三软“煤层沿顶巷道中进行了锚网支护与矿工钢棚对比试验,结果表明锚网支护有更好的适应性,并能节约大量支护费用。
【总页数】2页(P3-4)
【作者】王红卫;户春峰
【作者单位】郑煤集团公司;郑煤集团公司
【正文语种】中文
【中图分类】TD353.9
【相关文献】
1.急倾斜"三软"煤层异形断面巷道r锚网索梁联合支护技术 [J], 卓军
2."三软"厚煤层回采巷道锚网索梁联合支护技术 [J], 郭涛;李鹏飞;周小龙
3.三软煤层巷道围岩置换+二次锚网支护技术研究 [J], 夏银彬
4.三软煤层锚网支护托顶掘进技术研究 [J], 周治元
5.三软煤层锚网支护托顶掘进技术研究 [J], 周治元
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三软煤层巷道的支护技术分析黑龙江省哈尔滨市依兰县达连河镇154854摘要:在煤矿企业开采作业过程中,很难避免会遇到三软煤层,其作为一种较为典型的困难煤矿巷道,会对开采安全带来较大的影响。
三软煤层岩层较弱,构造过于复杂,裂隙发育过程中会影响煤矿的安全。
因此为了防止煤炭开采过程中出现塌陷事故,需要积极采取有效的支护措施,确保煤矿的高效开采和生产作业安全。
文中分从三软煤层巷道围岩特征入手,分析了三软煤层巷道支护原理,并进一步对三软煤层巷道支护技术进行了具体的阐述。
关键词:三软煤层;巷道;特征;支护原理;支护技术三软煤层巷道过于复杂和困难,在当前煤矿企业不断扩大开采强度和规模的情况下,迫切需要解决三软煤层巷道劫掠问题,保证开采的安全、顺利进行。
因此在实际遇到三软煤层时,需要基于巷道的实际情况来采取合理的巷道支护技术,以此来保证巷道的稳固性,预防开采过程中发生安全事故,全面提升煤矿企业开采效率和作业安全。
1三软煤层巷道围岩特征1.1顶板对于三软煤层顶板岩层,其构成中主要以黏土岩、泥岩及碳质泥岩为主。
三软煤层顶板岩层稳定性差,抗压强度低,而且不适宜暴露在外。
三软煤层顶板岩层其是借力裂隙生长,在具体挖掘作业时,会产生相应的压力拱线,易引发安全事故。
1.2煤柱体煤柱体强度和硬度都较高,其对于往上覆的拱压力具有较好的承载能力,而且三软煤层巷道不会出现片帮现象,产生的变形量较小。
但当煤柱体强度和硬度不足时,则会导致巷道两帮分离和相互移近,并导致煤柱体内部失衡,使其出现处于塑性区的情况。
目前我国三软煤层巷道两帮煤柱的形式主要包括三种,即煤柱体一边实体煤,另一边为采空;煤柱体两则都为实体煤;煤柱体近距离煤层群上方是采空。
1.3底板底板岩层具有较好的亲水性,在作业用水或是岩层水作用下,普遍存在膨胀变形的情况,当底板出现底鼓时,三软煤层巷道底板承受的变形压力较小,巷道支护难度增加。
对于三软煤层巷道底板存在非新水性岩层时,底板弹性释放或是两帮煤柱体不断移近时,底板岩石会出现底鼓情况,无力承载底板的压力。
关于“三软”煤层掘进锚喷支护措施的探讨摘要:“三软”煤层条件下,顶板安全是制约掘进的主要因素。
郑州矿区所采煤层是典型豫西“三软”煤层,告成煤矿属于豫西强变形“三软”煤层,煤层呈粉末状,疏松易碎。
我矿通过优化生产组织和加强施工质量管理,提高锚喷支护水平和掘进水平,进一步提高支护系统的支护质量,以有效控制掉顶、片帮等事故的发生,实现了快速掘进,确保了安全生产。
关键词:“三软”煤层掘进锚喷支护安全管理“三软”煤层指煤矿开采中遇到的软的顶板岩层、软的主采煤层和软的煤层底板岩层,一般情况下,具有三软特征的煤矿煤层和顶底板均为软弱岩层。
煤层裂隙发育,构造复杂。
“三软”煤层容易导致支护系统抵抗弹性变形的能力降低,当支护系统周围煤层的压力达到支护系统的强度极限时,将导致顶板弯曲下沉,造成煤层上覆顶板破碎,使掘进、回采及顶板管理的难度进一步加大。
如果遇到复合顶板,因为复合顶板易与上部岩层发生离层,所以复合顶板易发生大面积的推垮型冒顶,给快速掘进、安全生产造成较大的威胁。
在“三软”煤层中采用综采、综掘工艺是一个比较难的课题,但是在“三软”煤层中使用综采工艺也可以达到快速掘进,关键在于措施得力,现场执行到位。
一、问题及分析(一)生产组织方面“三软”煤层揭露后极易风化,造成喷浆前巷道的煤壁风化脱落,使部分锚杆失效,导致片帮、掉顶,影响支护效果,甚至可能发生冒顶事故。
(二)施工质量管理方面在煤矿生产施工过程中由于生产施工不到位,造成质量原因导致支护体受到扰动、破坏,影响安全的因素如下:1.在掘进施工过程中没有严格按照设计图纸施工,炮眼位置不规范,周边眼没有紧贴岩面且没有垂直于掘进面,巷道成形比较差,超挖、欠挖严重,导致煤壁应力集中使巷道变形、破坏。
2.在掘进施工过程中打设锚杆时,由于煤岩松软和部分巷道高度的制约,且掘进后敲帮问顶时没有除尽悬岩、危矸,产生较大的裂隙,使部分顶部锚杆打设质量差,支护系统的初撑力不足,使围岩脱落,导致煤壁应力集中,锚杆失效,从而巷道变形、破坏。
link appraisement郑州煤电超化煤矿魏培权(1983~)男,河南滑县人,工程师,2006现从事生产技术管理工作。
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(5)加强巷道巡巷和维护加固管理。
修订完善《巡巷维修管理制度》,制定巡巷维修标准、划分巡巷责任。
根据巷道层位、支护方式、用途、变形状况等情况划分隐患等级,根据隐患等级按周期巡巷,保证巷道巡查全面。
规范科队巡巷区域、周期、责任人等,做好台账记录。
编制巷道维修计划和方案,安排力量对失修巷道进行维修加固,加强巡巷维护责任。
对排查出的问题,制定整改措施和方案并按计划组织施工,降低因巷道失修带来的顶板隐患。
加强巷道维护队伍建设,保证巷修力量到位(1)针对矿井失修巷道较多、维护工程量大、巷修力量不足的状况。
通过系统内部工程施工调配、增加专业化队伍等措施保证巷道维护加固力量到位。
(2)配备专职巷修人员,对矿井服务时间长的主要巷道进行围岩变形监测,制定巷道变形、维护、扩修标准,定期监测变形数据并分析,制定针对性措施进行实施。
(3)对于扩修后的工程建立施工台账,强化工程质量管理,做到工程到人、责任到人、质量到人,工程质量达到标准要求或出现问题能够查到现场施工人、负责人,实现奖罚分明,提高工作积极性。
因地制宜,采取差异化支护措施,提高巷道稳定性(1)针对施工中有淋水的巷道,围岩易被侵蚀破坏,不能充分利用岩体的自身承载力,不易采用主动支护,需提前变更为被动支护,并对淋水收集引流、喷浆封闭,服务周期长的巷道需注浆充填裂隙、封堵出水点。
(2)根据巷道服务年限及使用情况设计巷道断面及强度,围岩稳定时采用拱形断面,采用锚网索喷联合支护,用锚杆、锚索使主次承载区相互协调统一支护巷道。
“三软”煤层大切眼全煤巷主被动联合支护技术应用针对郑州矿区“三软”煤层切眼大断面支护技术难题,以赵家寨煤矿12211综采工作面为试验地点,采用全锚网索+矿工钢主被动联合支护技术,经过现场施工、观测,取得了良好的支护效果。
标签:大切眼;全煤巷;主被动支护1前言郑煤集团赵家寨矿主采煤层为二1煤层,煤层厚度0~21.75m,平均煤厚5.5m,煤质松软,层理不清,易风化、崩解,呈现散体状,承载能力极低;直接顶板为泥岩、炭质泥岩或砂质泥岩,厚度0~2.7m,平均厚度18m;直接底板为泥岩、炭质泥岩或砂质泥岩,厚度35~5.8m,平均厚度4.5m,为典型的“三软”煤层。
在此类煤层中,以往施工切眼采用矿工钢对棚支护,棚距600mm(中-中),由于巷道断面较大,难以有效控制巷道的强烈变形,部分地段出现棚腿内折、尖顶现象,甚至工作面安装期间还需重新落底扩巷等,这不仅需要投入大量的人力和物力,也严重影响工作面的正常安全生产。
为此,我们选择在12211综采工作面切眼施工试验“主被动联合”支护,工程量180m,沿煤层底板施工,该切眼煤层厚度6~9m,平均煤厚8m,煤层倾角-2°~2°,煤层底板整体产状为:73°~106°∠3°~6°。
2支护参数的选择2.1断面参数该巷道用途为安装工作面综采液压支架、刮板运输机和采煤机等设备,巷道形状采用梯形断面如图1所示,净断面21.5m2,下净宽8187mm,净高2800mm。
由于巷道宽度较大,设计采用两次施工成巷,其中一排巷净断面13.1m2,下净宽5187mm,净高2800mm;二排巷净断面10.3m2,下净宽3000mm,净高2800mm。
2.2支护参数及材料选择锚杆:采用螺纹钢树脂锚杆Φ20mm×2000mm,打设在巷道帮部,间排距800mm×1000mm,托板100mm×100mm×8mm。
差异化支护技术在新郑煤电公司的应用摘要:郑新煤电公司所采的的二1煤层赋存极不稳定,煤层巷道普遍采用沿底掘进,单一的被动支护方式难以控制巷道顶板离层及巷道变形,针对该种情况,提出煤巷差异化支护技术,文章详细阐述了差异化支护的基本原理,针对差异化支护在12208下付巷进行了工业性试验,取得了较好支护的效果,值得在“三软”煤层巷道中进行推广应用。
关键词:“三软”煤层;差异化支护;顶板;变形郑煤集团郑新煤电公司所采的二1煤层为典型的“三软”煤层,煤层赋存极不稳定,煤层厚度变化较大,矿井煤巷布置普遍采用沿底掘进,当煤层厚度较大时,沿底掘进巷道全断面处于二1煤层中。
由于二1煤层为高应力强流变煤层,受工作面支承压力的作用,巷道顶板向巷道内鼓出,普通金属支架难以起到较好的支护效果,且现有支架抗侧压能力差,导致大量支架出现失稳、破坏。
因此,针对二1煤层的高应力强流变性,根据其厚度的不同,在顶板岩层较完整且尽量满足工作面回采要求的同时,改革回采巷道布置形式、优化巷道断面形状,由沿底掘进改为沿顶掘进是解决“三软”煤巷支护难题的一条有效捷径。
1 巷道支护现状及存在问题受“三软”不稳定煤层赋存条件影响,长期以来郑州矿区煤巷支护一直以被动支护为主,近年随着矿井采深不断加大,其支护方式由最初的木棚支护、矿工钢棚等刚性支架支护发展到U型钢可缩性支架支护。
目前,U型钢支护已成为郑州矿区“三软”煤巷的主要支护手段,而且U型钢型号也由最初的25 U、29 U增大至36 U,其中36 U型钢支架在深部“三软”煤巷使用比例已接近100%。
虽然,理论上U型钢支架具有承载能力高、可缩性等优点,但实际承载过程中受支架结构形式、支架—围岩相互作用关系等制约,U型钢支架实际承载能力仅为其理论承载能力的1/4~1/10,甚至更低。
“三软”煤巷支护设计大多依赖于工程类比,通常情况下采取的支护手段、支护参数差别,支护设计往往缺乏针对性。
当巷道出现大变形时,通常采用加大支护型钢的型号或加大支护密度。
“三软煤层回采巷道刚柔结合强力支护技术研究实施方案”嘿,朋友们,今天咱们要聊的可是个技术活儿,那就是三软煤层回采巷道刚柔结合强力支护技术。
这可是个大工程,涉及到煤矿安全生产,咱们可得细细研究。
下面,我就用意识流的方式,给大家捋一捋这个实施方案。
咱们得了解三软煤层的特点。
这玩意儿软得跟豆腐似的,一挖就塌,所以支护技术就显得尤为重要。
咱们这个方案,就是要在软煤层中实现强力支护,确保安全生产。
一、项目背景及目标1.背景分析近年来,随着煤矿生产技术的不断发展,三软煤层资源得到了广泛关注。
然而,由于其特殊的地质条件,导致回采巷道支护难度较大,事故频发。
为了提高三软煤层回采巷道的安全生产水平,降低事故风险,我们提出了这个刚柔结合强力支护技术研究实施方案。
2.项目目标本项目旨在研究一种适用于三软煤层回采巷道的刚柔结合强力支护技术,通过技术创新,提高巷道支护效果,降低事故风险,实现安全生产。
二、技术路线1.刚柔结合支护技术采用高强度钢材、高性能混凝土等材料,构建一种刚柔结合的支护体系。
其中,刚性部分主要负责承受巷道顶板压力,柔性部分则用于缓解应力集中,降低巷道变形。
2.支撑体系优化对现有巷道支撑体系进行优化,提高支撑力,降低巷道变形。
具体方法包括:增加支撑点,提高支撑密度;采用高强度钢材,提高支撑强度;优化支撑结构,降低支撑力损失。
3.监测技术利用现代监测技术,实时监测巷道变形、应力变化等情况,为调整支护方案提供依据。
三、实施方案1.准备阶段(1)收集相关资料,了解三软煤层地质条件、巷道结构、现有支护技术等;(2)组织专家论证,确定项目实施方案;(3)成立项目组,明确分工,制定工作计划。
2.实施阶段(1)根据地质条件,选择合适的巷道支护材料;(2)优化巷道支撑体系,提高支撑力;(3)采用现代监测技术,实时监测巷道变形、应力变化;(4)根据监测数据,调整支护方案;(5)加强现场管理,确保施工质量。
3.验收阶段(1)对巷道支护效果进行评估,验证方案的有效性;(3)推广应用于其他类似工程。
第53卷第3期煤炭工程COAL ENGINEERING Vol.53 ,No.3d o i:10. 11799/ce202103014郑州矿区“三软”煤层锚网支护技术研究与应用付建华1>2,王登科、王建伟2,魏强、曾凡超1(1.河南理工大学安全科学与工程学院,河南焦作454000;2.郑州煤炭工业(集团)有限责任公司,河南郑州45_)摘要:针对郑州矿区“三软”煤层煤巷支护技术难题,阐释了 “三软”煤层的赋存特征和 形成原因,分析了三软煤巷支护失稳因素,并基于组合拱梁原理揭示了锚杆支护的作用机理,提出 煤层锚固性能、锚杆预紧力、护表强度、快速安装工艺和及时支护是“三软”煤层锚网支护的关键 技术。
在此基础上,结合超化煤矿22011A运输巷地质条件,进行三软特厚煤层锚网支护技术设计,现场试验结果表明:该巷道从掘进开始到回采结束,巷道顶板离层浅基点和深基点下沉量最大值分 别为48m m和52mm,顶底板和两帮相对移近量值最大值分别为372m m和310mm,有效保证了巷道 的支护断面,支护效果良好。
关键词:“三软”煤层;锚网支护;失稳机理;树脂锚杆;巷道支护中图分类号:TD353 文献标识码:A文章编号:1671-0959(2021)03-0068-05Bolt-m esh supporting for 14 three soft" coal seamsin Zhengzhou mining areaFU Jian-hua12, WANG Deng-ke1, WANG Jian-wei2, WEI Qiang1, ZENG Fan-chao1(1. School of Safety Science and Engineering,Henan Polytechnic University,Jiaozuo454000, China;2. Zhengzhou Coal Industry (Group)Corporation Limited Liability Company,Zhengzhou 450000, China)A bstract:Aiming at difficulties for coal roadway supporting in three soft coal seams of Zhengzhou mining area, occurrencecharacteristics and formation mechanism of three soft coal seam is explained, and the causes for supporting instability in three soft coal roadway is analyzed. The mechanism of bolt support is revealed based on the principle of composite arch beam, and it * s proposed that, coal seam bolt performance, bolt preload, mesh strength, quick installation process and immediate support are the key for three soft coal roadway supporting. On this basis, the thick coal seam bolt-mesh supporting is designed for 22011A coal face transport roadway of Chaohua Coal Mine. The result shows that maximum roof separation at shallow and deep basis points are 48mm and 52mm, the maximum roof-to-floor and side-to-side convergence are 372mm and 310mm, the supporting section of roadway is maintained.Keywords:three soft coal seam;bolt-mesh supporting;instability mechanism;resin bolting目前郑州矿区开采主要集中在新郑煤田、新密 煤田和登封煤田,开采煤层为二,煤。
“三软”煤层巷道掘进常见问题治理浅析
煤层巷道掘进是煤矿开采过程中的重要环节,也是煤矿安全的关键点之一。
在实际工作中,常常会遇到各种问题,影响着煤矿的生产效率和安全性。
本文将以“三软”煤层巷道掘进常见问题为例,对其治理进行浅析。
“三软”是指煤巷顶、帮顶、地表软化问题。
煤巷顶是指煤巷的上覆岩层,煤巷帮顶是指煤巷的侧壁,地表软化是指煤层开采对地表造成的沉降和塌陷。
煤巷顶问题是煤矿生产过程中常见的问题之一。
煤巷顶松软易坍塌,严重影响了巷道的稳定性和工作面的正常开采。
治理方法主要有以下几种:一是采用合理的支护方式,如锚杆、喷锚网等,提高煤巷的稳定性;二是采取巷顶预支护技术,即在掘进巷道的提前进行巷顶支护,减少顶板松软导致的坍塌事故;三是进行巷顶加固处理,如钢梁加固、人工拱券等,增加巷顶的强度和稳定性。
地表软化是煤层开采过程中常见的问题之一。
地表软化会导致地表沉降和塌陷,严重影响周围的建筑物和设施。
治理方法主要有以下几种:一是进行地表的加固处理,如土体加固、混凝土加固等,提高地表的承载能力;二是进行地面的沉降监测和预警,及时采取措施减轻地表的沉降程度;三是提前做好相关的环境保护措施,减少地表软化对周围环境的影响。
针对“三软”煤层巷道掘进常见问题的治理,需要采取综合性的措施和技术手段。
只有从巷道支护、巷道加固、地表加固等多个方面入手,才能有效地解决“三软”问题,确保煤矿的安全生产。
还需要做好相关的监测和预警工作,及时发现问题并采取措施进行治理,以防止事故的发生。
简析“三软”煤层的差异化支护1 概述郑煤集团米村煤矿位于郑州矿区西北部,该矿内主要开采的二叠系山西组二1煤,该煤层厚度在0~37.8m之间,不仅厚度变化大,且受滑动地质构造影响,煤层组织疏松,煤层硬度系数f普遍小于0.8,煤层风化后手指滑过煤墙便会落下。
煤层伪顶、直接顶及底板大多为强度较低的炭质泥岩、砂质泥岩、砂质页岩等,属典型的“三软”不稳定煤层。
由于二1煤层赋存极不稳定,煤层厚度变化较大,长期以来我矿工作面煤巷布置普遍采用沿底掘进方式,支护方式一直以支架支护为主,煤巷支护方式由最初的木棚支护、矿工钢棚等刚性支架发展到U型钢可缩性支架。
然而长期的工程实践表明巷道掘出后往往陷入“前掘后修”、“屡修屡坏”的恶性循环,在高应力作用下,“三软”煤层巷道掘出后卸荷迅猛,来压快,巷道变形量、变形速率均很大,围岩位移最大速度达到40mm/d以上,10~15d后巷道断面收缩率达可达30%左右。
如何解决支架损坏严重、巷道迅猛的变形的状况,成为工程技术人员研究的课题。
2 “三软”煤巷失稳机理分析巷道围岩岩性、围岩应力及支护方式是影响巷道围岩稳定性的三大要素。
结合米村矿“三软”煤层赋存条件及现有巷道支护方式,造成“三软”煤巷失稳破坏原因主要有以下两个方面:2.1 煤层强度低、巷道围岩压力大测试结果表明,米村矿二1煤层极为松软,煤层强度普遍小于8MPa,风化后甚至不足1MPa。
开采深度超过300m。
若巷道埋深为300m时,上覆岩层平均密度按2500kg/m3计算,则理论上巷道所处铅垂应力约7.4MPa。
且大量实测结果表明,构造应力和采动应力往往数倍于原岩应力,若应力集中系数取 2.0,则巷道围岩铅垂应力水平接近15MPa,远远超过煤体自身抗压强度,极易在高应力作用下产生塑性流变。
同时,由于二1煤层赋存极不稳定,煤层厚度变化较大,煤巷沿底掘进时,巷道全断面处于二1煤层中,虽然二1煤层顶、底板均为强度不高的砂质泥岩或泥岩,但其单轴抗压强度也基本上是二1煤层的数倍,这样在空间上就形成了“强—弱—强”的结构,支承压力由顶板向底板传递过程中,松软易流变的二1煤层像面团一样向巷道内鼓出,普通金属支架难以适应如此强烈的剪胀变形,加之现有支架抗侧压能力差,导致大量支架出现失稳、破坏。
“三软”煤层煤巷壁后注浆加固技术研究与应用摘要:在煤矿开采中,巷道围岩注浆加固技术很大程度上直接影响煤矿开采过程中的安全。
文章对“三软”煤层煤巷壁后注浆加固技术研究与应用进行了研究分析,以供参考。
关键词:“三软”煤层;煤巷;注浆加固1前言当前,在我国多种岩石工程中,注浆技术得到了全面的应用与发展,注浆理论、注浆器械、注浆工艺技术、注浆材料以及注浆质量检测技术等都获得了良好的发展。
注浆理论主要从裂隙介质注浆理论、拟连续介质注浆理论、多孔介质注浆理论逐渐发展为裂隙和孔隙双重介质注浆理论。
煤炭资源开采推动了我国经济水平的全面发展,很大程度上还影响了我国人民的日常生活,所以,现阶段我国煤炭资源开采已经引起了社会各界的普遍关注。
2三软煤巷破坏原因分析围岩比较破碎、成孔差,不利于锚索施工,不能够满足巷道在服务年限内的正常使用。
根据理论分析得到巷道发生变形的主要原因:(1)巷道围岩强度低,大部分区段直接顶板为泥岩、炭质泥岩或砂质泥岩,厚度0.13~0.87m,平均0.48m。
基本顶为砂岩,断层发育处及背斜轴部地带,岩石原生结构遭到破坏,裂隙较发育。
伪底多为炭质泥岩,易破碎。
(2)巷道受到比较大的地质构造应力,根据煤矿实际测量的地应力数据,最大主应力方向与大巷的走向近似平行,导致巷道的围岩出现不稳定的情况。
(3)支护方式不合理,原巷道支护采用U型钢支架+铁椽子+菱形金属网+双抗网的支护方式,在巷道掘进过程中,由于顶煤稳定性差,所以巷道掘进速度慢、周围煤体极易冒落、片帮。
(4)支护围岩相互作用关系较差,由于颗粒化煤体自身的稳定性和可锚固性极差,锚网索支护与巷道浅部的煤体难以形成具有一定自承载能力的有效承载结构,严重限制了支架承载性能的发挥。
3巷道注浆加固技术的作用与注浆材料选择的原则3.1注浆加固技术作用分析(1)能够实现围岩结构面刚度及强度的提升。
结构面直接控制了结构面发育煤岩体的变形及强度,通常情况下的,结构面刚度与强度较低可能会出现张开、离层或者滑动的情况,造成煤岩体的体积增大及强度降低,很大程度上会造成巷道围岩的变形。