超高软岩巷道

超高软岩巷道（共7篇）

超高软岩巷道 篇1

近年来, 我国煤矿大型综合机械化技术得到快速发展, 矿井产能不断提升, 对通风、运输要求提高, 巷道断面尺寸不断加大。随着深部资源的开采, 地质条件复杂化, 部分岩石在深部高应力条件下呈现出软岩特性, 给巷道支护带来困难。

超高软岩巷道的支护难点主要体现在2个方面: (1) 超高巷道由于两帮偏高, 巷道高宽比偏大, 煤帮稳定性差, 极易发生剪切破坏; (2) 软岩的自身承载能力较弱, 围岩膨胀、破碎、流变特性明显。锚杆支护材料、支护理论的发展与完善为解决超高巷道支护难题提供了新的思路, 研究如何对超高软岩巷道进行有效支护对矿井安全高效生产具有重要的理论及现实意义[1,2,3,4,5]。

1 工程概况

古书院矿15#煤西三盘区水仓将服务于西三盘区整个回采过程。水仓设计高度为6.6 m, 巷道掘进分两次成巷, 先平掘煤巷, 然后进行全断面起底, 巷道掘进断面最终达到26.4 m2, 巷道断面大, 两帮超高, 形成超高大断面巷道;同时, 15#煤底板存在泥岩、铝土岩, 岩性强度低, 含遇水泥化、膨胀成分, 围岩自身稳定性差, 支护难度大。

在西三盘区水仓施工地点进行了钻孔取心, 15#煤层基本顶为砂质泥岩, 厚5.14 m, 坚硬细密;直接顶为K1石灰岩, 厚10.13 m, 坚硬, 含方解石。单向抗压强度平均101.6 MPa。另外, 零星分布有泥岩、砂质泥岩、炭质泥岩伪顶, 厚度为0.50~2.00 m。15#煤层直接底为泥岩, 厚3.12 m, 单向抗压强度平均28.3 MPa。基本底为灰岩, 厚20.00 m, 有斜层理, 含方解石脉, 黄铁矿。详细综合岩层柱状如图1所示。

2 超高软岩巷道模拟分析

2.1 数值模拟方案

根据古书院矿15#煤地质力学参数, 建立圆柱状数值模拟模型, 模型直径为1 000 mm, 高径比分别为1∶1、2∶1、3∶1、4∶1和5∶1。模型计算采用应变软化准则, 模型固定上下边界, 采用均匀速度加载, 模拟实验室单轴压力试验。对不同高径比模型进行单轴压缩模拟试验, 主要分析其塑性区的形态, 数值模拟结果如图2所示。

从模拟结果中可以看出, 试件在单轴压缩作用下, 均发生了剪切破坏, 随着高径比的增加, 破坏范围也越来越大。高径比为1∶1时, 破坏主要发生在试件端部, 以受载面破坏为主;高径比为2∶1时, 破坏贯穿整个试件, 但主要发生在试件中部, 且破坏范围并不大;高径比为3∶1时, 破坏范围增大, 集中在试件的中部, 主要以试件中部发生较大体积应变而导致破坏;高径比大于4∶1时, 试件破坏位置集中在试件上中下部, 且呈现明显的X状共轭倒锥形塑性破坏区, 试件中部还存在未发生破坏的柱核区。由此可以看出, 针对水仓超高巷道, 超高煤帮的破坏主要是剪切破坏, 破坏位置主要集中在中部及偏上、偏下的位置。

2.2 软岩性质分析

岩石各项理化性质与自身组成成分密切相关, 为了清楚掌握水仓底板岩石成分, 对底板岩石进行取样分析。第1组样品位于底板内500 mm处, 第2组样品位于底板内500~2 400 mm处, 第3组样品位于底板内2 400~3 900 mm处。为准确研究底板岩层组成, 对底板岩样进行X射线衍射分析。水仓底板泥岩中黏土矿物占多数, 其黏土矿物平均含量达到75.0%, 其中第1层黏土矿物含量为98.5%, 第2层黏土矿物含量为78.1%, 第3层黏土矿物含量为55.8%。说明黏土矿物随深度增加不断减少, 但总含量仍占到一半以上, 底板矿物以黏土为主。

在实验室条件下, 对所取样品进行单轴抗压强度及变形测定试验, 试验结果见表1。

从试验结果来看, 泥岩试件的弹性模量、峰值应力离散性均很大, 主要原因为岩体是一种包含大量裂隙的物体, 各向异性特征明显, 即使在同一地点选取的岩心其变形与强度参数也有很大不同[6,7,8]。

3 超高软岩巷道锚杆支护设计

三盘区水仓设计高6.6 m, 巷道掘进分两次成巷, 先平掘煤巷 (宽4.0 m, 高2.6 m) , 之后进行全断面起底 (宽4.0 m, 高4.0 m) , 巷道掘进期间采用树脂加长锚固锚杆与锚索组合支护。

水仓一次掘巷支护设计中, 顶板及两帮采用锚梁网喷联合支护方式, 使用Ø20 mm×2 000 mm左旋无纵筋螺纹钢锚杆, 间排距均为1 000 mm;顶板采用15.24 mm×5 400 mm钢绞线锚索, 每排布置1根, 居中布置, 排距3 000 mm;帮部采用Ø15.24mm×5 400 mm钢绞线锚索, 每排布置1根, 布置在巷帮中部, 排距1 000 mm, 垂直巷帮打设。同时, 铺设经纬网, 锚杆间使用钢筋托梁连接, 表面喷射厚100 mm的混凝土 (图3) 。

水仓二次掘巷支护设计中, 巷道两帮采用锚梁网喷联合支护方式, 使用Ø20 mm×2 000 mm左旋无纵筋螺纹钢锚杆, 间排距均为1 000 mm;两帮采用Ø15.24 mm×5 400 mm钢绞线锚索, 每排布置2根, 间排距2 000 mm×1 000 mm, 垂直巷帮打设;底板采用Ø15.24 mm×5 400 mm钢绞线锚索, 每排3根, 间排距1 400 mm×2 000 mm, 底板中间锚索垂直于巷道底板表面, 两侧锚索与巷道底板垂直夹角15°。预埋锚索7 d后, 底板铺钢筋网, 规格为2 100×1 100 mm, 插入铝塑注浆管, 安装封孔胶塞、托板、锁具, 张拉锚索后全长一次注浆。施工完毕后必须要进行硬化, 硬化厚度不小于200 mm。

4 矿压数据及巷道围岩变形监测

4.1 支护系统受力监测

此次进行的支护系统受力监测包括顶板及两帮锚杆、锚索受力监测。测点布置如图4所示。

整条巷道共布置5处测站, 取其中一处的观测结果进行分析, 此处巷道锚杆、锚索受力监测曲线如图5所示 (上分层从2012年12月12日开始观测, 下分层从2012年12月13日开始观测) 。

从巷道锚杆、锚索受力监测曲线可以看出:顶板锚杆早期受力较大, 说明及时施加高预紧力矩, 能有效控制围岩的早期扩容变形, 抑制煤体结构面滑动、新裂纹的产生及扩张, 提高围岩内聚力, 实现主动及时支护;顶板锚杆受力变化明显, 锚杆受力基本是增大的, 受力达100 k N后变形趋于平缓, 锚杆受力在合理范围之内, 即能控制顶板, 又在正常工作阻力范围之内, 说明锚杆对维护巷道顶板的完整起到了应有的支护作用, 从现场顶板保持非常完整也可以证实锚杆支护的良好性。巷帮锚杆受力总体上来说在逐渐增大, 锚杆施加50~70 k N的预紧力, 正常工作阻力在80~100 k N, 说明巷帮锚杆可以稳定地支护两帮。巷道锚索受力整体是增大的趋势, 当锚索施加预紧力较大时, 锚索受力基本不会出现下降, 均呈上升状态发展, 说明较高的预紧力可以阻止围岩有害裂隙的发展发育, 持续保持围岩的完整性, 锚索受力也稳步增长, 且增长到一定程度保持稳定。

总体来看, 巷道锚杆、锚索受力没有明显增大, 表明在强力锚杆锚索支护作用下, 巷道围岩矿压显现不剧烈, 变形量不大。

4.2 巷道围岩变形监测

巷道围岩变形监测包括顶板下沉量、两帮移近量和底鼓量监测。为对水仓变形量进行准确监测, 共布置5处测站, 取其中一处进行说明。巷道表面位移监测曲线如图6所示。

上下分层均从2012年12月12日开始观测。由监测数据可以看出, 巷道变形以顶底板变形为主, 两帮变形次之, 其中底鼓为主要变形, 底鼓约为顶底板总变形量的62%;两帮变形中, 巷道上分层变形量较大, 上分层变形量比下分层大9%~25%, 也证明巷道变形主要发生在巷道的中上部软煤区。总体来说, 巷道变形量均不大, 在控制范围之内。

5 结论

结合工程实践经验, 针对15#煤西三盘区水仓软煤岩超高巷道围岩条件和受力特征, 设计巷道采用高预应力强力锚杆锚索、注浆、喷浆联合支护系统, 进行围岩裂隙充填, 增加围岩整体性, 提高围岩强度, 抑制围岩节理裂隙发育发展, 将岩体锚固为一个整体, 使岩体整体承载负荷。井下工业试验表明, 巷道顶板下沉量最大为15 mm, 两帮移近量最大为30 mm, 底鼓量最大为21 mm。高预应力锚杆锚索、注浆、喷浆联合支护有效控制了巷道围岩变形, 提高了围岩的完整性和稳定性, 有效控制了围岩的有害变形[9,10,11,12,13]。

软岩分类及软岩巷道支护方法 篇2

1软岩定义及分类

当前在学术界还没有给软岩一个非常明确的定义, 通常, 软岩就是对那些软弱、破碎、膨胀、流变、强风化和高应力岩体的一个统一的称呼。而在分类方面, 其所采用的分类方法也是不同的, 每个行业都有适合自己的分类方式。

1.1中华人民共和国工程岩体分级国家标准考虑岩石坚硬程度和岩体完整程度这两个决定各类工程岩体稳定性的基本共性因素给出“岩体基本质量”;然后针对各类型工程岩体的特点, 分别考虑地下水、主要软弱结构面与硐轴线的组合关系、高初始应力现象影响作为修正因素, 对已经给出的岩体基本质量进行折减, 最后确定工程岩体的级别。1.2 1986年, 铁道部颁布了修正的铁路隧道围岩分类法, 该分类法主要考虑岩体结构特征与完整性、岩石强度、地下水和弹性波传播速度4个因素将隧道围岩分为6类 (好~差:Ⅵ~Ⅰ) , 由于结构特征与完整性的好坏不同, 软岩可能属于Ⅴ类, 也可能属于Ⅲ类, 而且铁路隧道围岩分类法没有考虑地应力这一重要因素。1.3 1975年, 煤炭部根据岩体地质特征, 主要考虑岩块强度和破碎、节理、层理发育程度、井巷开掘后围岩稳定状态等把围岩分为5种类型, 第Ⅳ类稳定性较差岩体和第Ⅴ类不稳定岩体可认为属软弱岩体。

2软岩分类方法的研究

分析以上这些分类方法可见, 虽然一般考虑的影响因素有5~7项之多, 而且所有这些分类方法所考虑的因素比较一致, 但所有岩体分类方法都考虑的因素只有岩石强度和岩体完整程度, 这是决定各类工程岩体稳定性的两项基本的共性因素。为此, 根据主要影响因素和工程岩体分级国家标准〔1〕所依据的岩石坚硬程度 (岩体单轴饱和抗压强度R4) 和岩体完整程度 (岩体完整性指数KV) 这两个各类工程岩体稳定性的基本共性因素, 将软岩划分为5类, 即软弱型软岩、破碎型软岩、高应力型软岩、软弱破碎型软岩、膨胀性软岩, 如表1。

3不同类型软岩巷道的划分及支护方法

按照岩体结构在力学当中的观点, 岩体通常由两个部分组成, 一个是岩块, 一个是结构面, 二者共同构成了结构整体。因为组成岩体的岩块在强度上和结构面的性质存在着较大的差别, 所以不同的软岩巷道围岩在变化规律方面也存在着自身的特征, 所以在实际的工作中必须要按照其对应的规律确定支护的方案和支护中的注意事项。

3.1软弱型软岩巷道。软弱型的软岩在变形的时候通常都是以岩块所发生的形变为主要的表现形式, 同时其对结构面的影响也并不是十分的明显, 因为软岩自身的岩块强度并不是很高, 因此其产生的破坏主要有两种形式, 一种是塑性形变, 一种是流行形变。巷道在变形的过程中也充分的体现出了其自身的特点, 其变形的整个过程相对较为漫长, 变形的速度也比较快, 同时一直都没有变慢的趋势, 变形非常的明显, 其中, 流行形变表现得尤其得明显。从其破坏的形式上来看, 其主要有持续性的积压流动性底鼓, 大变形量的顶板和两帮收敛变形。3.2破碎型软岩巷道。破碎型软岩变形主要要分成两个部分来看待, 一个是岩块变形, 一个是结构面变形, 因此破碎型巷道变形有三种, 一个是顶板冒落, 一个是两帮片落骨折, 一个是大变形量的顶板和两帮收敛变形。3.3高应力型软岩巷道。高应力型软岩巷道如果处在岩块自身的强度较大的状态时, 变形破坏的过程中主要就是松动塌落, 而其形式也是不同的, 主要有冒顶、片帮等等形式。在岩块的强度并不是很高的时候, 变形破坏的形式主要是流变变形。在高地应力地区软岩巷道的形式主要有两种, 一种是大变形, 一种是岩爆, 如果在其运行的过程中产生了较大的变形量, 同时这种形变还延续了很长的时间, 这种破坏力就会进一步加大, 然后其会直接深入到更深的岩层当中, 从而也就使得结构的内部出现非常严重的坍塌现象。所以巷道围岩所产生的破坏作用具有非常强的时效性, 为了对岩体的破坏予以充分的控制和制止, 支护技术必须要能够实时的对变形的变化进行有效的控制, 只有这样, 才能更好的保证巷道的稳定性和安全性。3.4软弱破碎型软岩巷道。软弱破碎型软岩在施工的过程中既有软弱型软岩的特点, 也有破碎型软岩的变形特点, 所以和上述的集中软岩破坏机理相比, 存在着非常明显的复杂性, 在这一过程中会展现出较强的流变变形特征。从形式上来说, 其最为主要的几种形式有来压迅猛流变变形和持续高度流变变形两种。3.5膨胀性软岩巷道。泥岩或泥质胶结页岩、砂岩由于内含蒙脱石、伊利石等膨胀性粘土矿物, 在此类地层中修建的建筑物由于围岩的膨胀变形而产生许多病害。根据以上不同类型软岩巷道的划分及其变形特征、机理等分析, 确定不同类型软岩巷道的支护原则和推荐支护方案, 如表2。

结束语

软岩地下工程在外在的表现上存在着一定的相似性, 其围岩的变形量都非常大, 但是不同类型的工程在变形和破坏的原理方面却存在着非常大的差异, 所以其自身的变形规律和变形形式也存在着较大的不同, 所以必须要根据实际情况的要求选择合理的支护方案, 这样才能更好的保证支护的质量和效果。

参考文献

[1]张延新, 宋常胜, 蔡美峰, 彭华.深孔水压致裂地应力测量及应力场反演分析[J].岩石力学与工程学报, 2010 (4) .

软岩巷道支护实践 篇3

荣华立井2009年开始施工井底车场巷道及东主运。至今五年来在软岩巷道的支护形式和维修处理上曾采用过多种形式和结构。但由于软岩地层构造和物理力学性质较为复杂。很难总结出适合软岩地压和地应力发展规律的技术可靠、经济合理的支护方式。从支护设计上仍限于采取顺应对策, 只能是在施工和试验中不断探索, 在发展中继续研究。以觅求更为经济技术合理、操作工艺简单, 便于维修处理的最优软岩支护方式。

1 荣华立井软岩特性

荣华立井井底车场巷道岩性以页岩、砂质泥页、灰砂泥岩为主, 它们的共性是孔隙率和含水率均较高, 且单向抗压强度又极低, 所以表现在整体岩层上自然是岩体胶结程度差, 通常呈破碎和松散状态。巷道开挖后极易发生掉块、冒落:在施工方法上只能短掘短支。其次是泥岩具有较大的膨胀性:泥岩的塑性指数都比较高 (>20%) , 在土力学中划分粘土和砂质粘土的标准是:塑性指数>17%时属于粘土。事实上这些泥岩基本上是粘土矿物组成, 不同的是其化学成分与粘土的化学成分截然不同———粘土主要是由水理性质极稳定的氧化硅、铝等成分组成。而软岩中的泥岩则由高岭土、蒙脱石、伊利石等组成。这些矿物本身具有较强的吸水性, 并在吸水后急剧膨胀, 从而在巷道揭露后会在不同程度的吸潮环境中产生不等的膨胀压力。泥岩崩解时的吸水率高达44.6%~144%。同时又不可能在巷道揭露后的短期内全部完成, 这就造成了对巷道压力的持续性, 致使软岩巷道支护需要相当长的稳定时间。

破岩方式:在松软岩层掘进巷道, 破岩方法最好以不破坏或少破坏巷遭围岩为原则。若打眼放炮破岩, 应采用光面爆破。在难以控制的围岩中掘进, 一般采用风镐掘进法, 有时只放开心炮, 未爆下来的岩石按设计轮廓线用风镐、手镐挑顶刷帮成形。为了防止由于巷道围岩变形而影响巷道断面尺寸, 可使巷道两帮比设计宽度各增加200mm, 顶、底也外扩200mm, 每日两掘一喷, 班进1.0m, 日进尺2.0m。

2 荣华立井软岩巷道的不同支护形式

实践证明, 软岩巷道一般情况下具有初期变形速度快, 变形量大蠕变延续时间较长这一基本规律, 因而巷道开挖后表现为来压快、压力大, 巷道一次支护成功率低。

经过多年的施工实践和教训, 对软岩支护曾采取多种形式, 最终的设计指导思想仍是“因岩制宜”, 在刚性, 柔性和联合支护几个大题目中做自己的小文章, 其中既有成功的经验, 也不泛失败的教训。

2.1 锚喷支护

为适应软岩巷道围岩松散、膨胀、流变等特性, 同时克服巷道一次支护成功率低以及提高软岩巷道施工机械化程度为目的, 巷道成形后用混凝土初喷以封闭围岩, 然后打锚杆眼并打人锚杆, 待巷道收敛量达到限值时进行二次喷射混凝土。采用标准缝管式锚杆MF43/1600, 一次全长锚固、承载能力大。喷射混凝土是将水泥:砂子:石子=1:2:2.8的配合比和3%的速凝剂混合搅拌均匀, 装入喷射机, 以压缩空气为动力。沿管路吹送至喷头处与水混合, 并以较高的速度喷射在岩面。其作用是加固与防止风化, 改善围岩应力状态。柔性支护结构, 组合拱顶。喷厚150~200mm, 混凝土标号250#。

2.2 锚喷网支护 (图1)

巷道拱部掘出后, 应立即站在矸石堆上打顶部锚杆眼, 打锚杆的同时带挂装钢筋网, 锚杆采用管缝武锚杆。间距600×600mm, 锚杆均按巷道轮廓线的法线方向布置。钢筋网由φ8mm钢筋做成, 网格100×100mm, 每片规格1.0×1.8m, 施工时搭接200mm。为了有效地控制围岩变形, 使一次支护具有较大的承载能力, 每隔1.0m挂3mm×200mm×1000mm钢板带, 然后喷射混凝土, 厚度l00~150mm。在二次支护之前, 可能有局部地段的喷厚和钢板带被压坏需要重新整理, 然后进行二次喷射混凝土。喷射漏凝土总厚度一般在200mm左右。二次支护的时间一般在三个月以后, 最好通过测量围岩的位移速度和位移量来确定。

2.3 可缩性U型钢拱形金属支架支护 (图2)

U型钢为25kg/m普通矿用钢, 每架棚子由三个基本构件组成, 一根曲率为R的弧形顶梁和两根上端部带曲率为R的柱腿。弧形顶梁的两端插入和搭接在柱腿的弯曲部分上, 组成二个圆形拱。梁腿搭接长度400mm, 该处用两个卡箍固定, 每个卡箍包括一个U型螺杆和一块U型垫板, 两个螺母, 柱腿下部焊有150×150×10mm的铁板作为底座。支架棚距为250~500mm。为了加强支架沿巷道轴线方向的稳定性, 棚子之间用15kg/m钢轨撑紧, 拱形支架外围铺满50×200×1000mm的钢筋混凝土背板, 背板与巷道顶板、两帮之间用坑木打木垛接顶, 充填。金属支架架设之后表面再喷厚100mm的混凝土进一步进行加固。这种支架在地压作用下, 弧形顶梁即沿着柱腿弯曲部分产生微小的相对滑动, 使支架下缩, 这时围岩压力得到暂时卸除。因此, 荣华立井东主运等地压大、地压不稳定和围岩变形量大的巷道, 效果尤为明显。

3 加强巷道底板警理

荣华立井围岩具有膨胀性, 底鼓现象较重, 中央风井的北侧绕道线1995年施工至今其底鼓量0.7~1.2m, 因此, 安置底拱的作用是不可忽视的, 由于锚喷底拱养护条件差, 不易采用, 而用毛料石砌底拱或12#槽钢, 18kg/m钢轨做底拱。此外, 工作面有水的巷道, 施工时要及时排水, 尽量减少水与岩层的接触, 防止岩层遇水膨胀。

4 重视围岩的量测监控

软岩巷道支护方式探讨 篇4

随着我国煤炭资源开发的进一步发展, 开采深度不断增加, 井下巷道将处于更高地应力环境之中, 大部分巷道围岩呈现出低强度、膨胀性、强流变性等特点, 矿井软岩巷道的支护与维护问题显得越来越突出, 增大了开采作业难度和技术要求。因此, 研究高地应力软岩巷道变形破坏机制是保证巷道稳定性和这类矿山持续稳定发展的关键。

1 软岩巷道支护方式

1.1 可缩性金属支架支护

由于软岩巷道具有高应力、大变形的特点, 因此要求金属支架必须具备高阻可缩性能, 既能够抵抗巷道较高的应力状态, 又能适应巷道大变形的特点。针对高阻可缩的要求, 现阶段我国软岩巷道常用金属支架为U型钢支架, 它具有结构较简单、承载能力较大、可缩性能较好等优点[1]。U型钢支架主要应用于地应力较大、围岩非常破碎的巷道, 但是U型钢支架支护属于典型被动支护, 在支护初期无法提供支护阻力, 只有等到围岩变形后被动承载, 这造成其实际承载过程中容易出现偏载或者承载不均匀的情况, 导致支护-围岩相互作用关系较差, 因此难以有效地控制软岩巷道围岩变形。

1.2 锚网支护

近几十年内, 随着我国对锚杆支护理论研究不断深入以及锚杆支护技术不断发展, 锚杆支护应用相当普遍, 这主要是由于锚杆支护在控制支护成本、改善围岩应力状态以及提高围岩自身强度等方面的优势。但是锚杆支护的基础是围岩赋存条件, 针对围岩非常破碎的巷道, 锚杆支护锚固力极易丧失, 导致巷道强烈变形[2]。针对围岩可锚性较好的巷道分析, 现阶段锚杆支护主要是锚杆+高强度护表构件 (钢筋网、钢带等) +锚索支护, 属于主动支护, 能够有效的改善巷道围岩的应力状态和应力应变特性, 提高岩体的残余强度, 发挥围岩自承载能力。

1.3 联合支护

联合支护系指采用多种不同性能的单一支护的组合结构。经过近几年的不断研究, 软岩巷道联合支护方式不断改进, 例如型钢支架 (U型钢、工字钢) -索支护方式、型钢支架-锚网支护等。联合支护方式主要是保留多种支护方式的优点, 克服缺点, 实现优势互补。以U型钢支架-锚索联合支护为例说明, 该种联合支护方式, 既能充分发挥U型钢支架的结构简单、高阻可缩的优点, 又能通过小孔径高强度预应力锚索改善支护-围岩相互作用关系, 适应软岩巷道高应力大变形的特点, 实现联合支护体共同承载。

2 软岩巷道支护实例

2.1 巷道地质概况

以某矿的辅助轨道上山为支护实例, 对软岩巷道的棚索联合支护方式进行分析。由图1可见, 巷道周围地质构造复杂, 断层分布广泛, 在断层构造影响下, 巷道围岩岩性较为松散、破碎, 应力水平较高, 巷道变形破坏严重。由巷道掘进揭露的围岩岩性可知, 该巷道围岩以砂质泥岩和泥岩为主, 顶板夹杂砂岩夹层。

2.2 巷道变形特征及分析

(1) 巷道采用直墙半圆拱形断面, 巷道净宽4 200 mm, 巷道净高3 900 mm, 采用锚网喷支护方式, 锚杆选用直径20 mm, 长度2 400 mm的等强螺纹钢锚杆, 锚杆间排距为700 mm×700 mm, 喷层厚度为120 mm。该巷道变形破坏特征表现为两帮强烈内移和底板强烈底鼓, 对矿井安全生产构成严重威胁。

(2) 辅助轨道上山在断层构造影响下, 围岩极其破碎, 普通锚网支护在巷道浅部围岩难以形成稳定的承载结构, 同时在构造应力作用下, 迫使巷道围岩处于高应力低强度状态, 易于产生强烈剪胀变形。不仅如此, 由于巷道原有支护缺少针对性, 并未采用高强度的护表构件配合锚杆支护, 导致锚网支护承载性能无法充分发挥。根据巷道两帮强烈内移变形的特点分析, 巷道帮部梁结构的承载能力及稳定性均较差, 在高应力及围岩破碎条件下, 容易产生结构性失稳, 导致巷道支护系统整体失效[2]。

2.3 棚索联合支护技术

采用U36型钢支架作为基本支护, 棚距500mm, 外扎角3°, U型钢搭接长度500 mm, 如图2所示;搭接部位采用2付双槽夹板限位卡缆, 1付普通夹板卡缆;采用新型双抗双扣钢筋网背板, 提高支架护表性能。为了提高联合支护的整体支护效果, 改善支护-围岩相互作用关系, 采用12#工字钢制作锚索托梁, 采用“一梁压两棚”的耦合方式。锚索型号为φ18.9×5 000 mm, 材质为1860钢绞线, 锚索间排距1 000 mm×1 500 mm, 具体支护参数如图2所示。

目前, 控制底鼓方法应用比较成熟的有底板锚网支护、底反拱支护等, 根据该巷道的围岩比较松散、破碎的特点, 采用具备高阻可缩特性的U型钢底反拱支架, 底反拱加工参数如图3所示。底反拱施工工艺为: (1) 在设计底板标高基础上, 按设计方案向下剥离800 mm左右的破碎岩体; (2) U型钢底反拱支架为二节拱形式; (3) 底反拱支架间距为500 mm, 支架后方配合使用高强度防滑钢筋网, 各节支架搭接部位均采用2付限位卡缆和1付普通夹板卡缆; (4) 底反拱架设完毕后, 将底反拱与设计底板标高间的底板充填粒度适中的矸石作为缓冲层。

2.4 试验效果

该技术方案实施后, 对该巷道变形进行长期跟踪观测, 观测时间内两帮移近量为55 mm, 两帮平均移近速度0.3 mm/d, 顶底板移近量达到35 mm, 顶底板平均移近速度0.2 mm/d, 巷道围岩变形量在70 d左右处于稳定, 如图4所示。由观测结果可知, 棚索联合支护技术能有效控制巷道围岩变形。

3 结论

在总结近几年软岩巷道支护技术的基础上, 结合某煤矿辅助轨道上山的地质条件和巷道变形破坏特征, 通过理论分析, 总结该类巷道变形破坏原因, 研究提出U型钢支架+锚索联合支护技术, 根据现场试验效果得出以下结论:针对软岩巷道进行支护设计时, 必须依据软岩巷道变形破坏特点, 选取适应软岩巷道变形破坏特点和高应力特点单一或者联合支护方式;高阻可缩U型钢支架能够有效的适应软岩巷道高应力大变形的特点;采用小孔径高强预应力锚索联合支护, 充分调用深部岩体的承载能力, 巷道支护系统的整体承载能力和效果。

摘要：综述了我国现阶段软岩巷道的支护方式, 阐述各种支护方式的特点, 针对软岩巷道典型的变形破坏特征, 采用理论分析方法对巷道变形破坏原因进行分析, 制定解决方案。

关键词：软岩巷道,巷道支护方式,变形破坏

参考文献

[1]陈炎光, 陆士良.中国煤矿巷道围岩控制[M].徐州:中国矿业大学出版社, 1994

软岩巷道顶板支护技术探析 篇5

目前, 我国工程学在煤矿软岩技术方面的理论已取得了显著发展。然而随着我国各地煤炭资源的大力开发, 煤炭开采深度加深, 使得大部分井下巷道的围岩呈现出膨胀性, 强流变性, 低强度性的特点, 这些处于越来越高地应力环境中的巷道无形中加大了巷道支护难题, 从而增加了开采作业的难度。因而, 研究应对高地应力软岩巷道的支护技术已迫在眉睫。

1 软岩巷道顶板支护的关键方面

(1) 支护点严重破坏和围岩变形。在掘进巷道之后, 围岩由于挤压存在较大的变形, 碰水膨胀的矿物质成分涵盖于岩石当中, 存在非常大的膨胀作用, 这会严重地破坏支护构造。 (2) 脱落的顶板碎块会伤及到人, 软岩的承压性能比较低, 爆破而形成的震波非常容易导致片帮和冒顶, 这样一来, 在进行支护的时候较为困难。 (3) 围岩的稳定性差, 难以进行支护施工, 这不利于通风、矿井运输、行人的安全性。

2 软岩巷道掘进矿压的显现

软岩底层存在于坡底煤矿当中, 顶板的作业存在比较大的困难。为了有效地控制软岩底层顶板支护, 应当有针对性地选用支护构造, 且根据矿井作用于位置的差异性, 检测支护构造以及试验墙抬梁、锚网、金属支架、直墙半圆拱等一系列的支护方式, 且探究其适用的范围。借助拱形棚和锚网的联合支护方式, 基本不会破坏巷道。其中, 煤矿软岩巷道的变形特点是:

(1) 变形出现破坏的情况, 速度非常之快, 较难进行预防, 会严重地危害矿井。 (2) 膨胀压力太大会严重地损坏底鼓。煤层顶底板的围岩构造是粉砂质和泥岩, 非常地容易出现膨胀移位的情况, 支护体上存在较大的膨胀力, 首先在底鼓出现, 之后造成墙拱的变形, 在最后的时候会对矿井构成破坏。 (3) 在巷道开始成为岗巷的情况下, 受到挤压和膨胀的软岩会出现变形的情况, 且并非迅速地出现, 而是在一段时间之后才开始变形, 在最后的时候会造成矿井的坍塌。 (4) 较难协调围岩与支架之间。在对巷道进行开挖的情况下, 围岩会受到挤压、流变、膨胀、松弛等的位移影响。为了避免围岩的变形, 需要确保支架的强度和柔性足够。为此, 难以探究适宜的支架进行进行完善。 (5) 如果矿井围岩失去稳定性, 那么巷道会受到非常严重的破坏, 倘若不可以实时地进行加固, 那么可能会报废。

3 软岩巷道顶板支护技术

3.1 顶板自承性能的提升

不管借助怎样的支护构造方式, 都应当尽量地借助光面爆破对巷道进行掘金, 借助的支护方式是锚喷, 进而最大程度地确保围岩的稳定性与完整性, 以及使围岩原岩应力的扰动以及上覆岩层的松弛压力降低, 有效地激发围岩的自承能力, 确保支护体与围岩一起进行承载。

3.2 尽可能地对流变进行控制, 确保稳定和长期的支护

在掘进软岩巷道的时候应当注意顶板的松软, 需要短掘短砌, 在掘金巷道之后, 迅速地实施永久支护, 这种情况下软岩由于流变膨胀会出现非常大的变形, 会导致刚性支护构造在缺少一定强度的情况而破坏。并且, 如此的支护构造禁止受到些许的变形, 如果出现开裂的情况, 那么会失去作用, 这就需要大面积地进行返修。针对软岩巷道来讲, 应当实时地进行支护, 从而对围岩进行封闭, 防止围岩的吸水风化而出现膨胀, 也非常有必要对扩大围岩流变的情况进行抑制。这种情况下, 借助临时性的锚喷支护是非常有效的措施, 再借助支护构造、围岩压力、巷道变形收敛的互相影响, 探究适宜软岩不禁止的临时性支护变形范围之内开展永久性支护的最为理想的时间。

3.3 注重协调支架强度、围岩的释压和让压

在多年的施工和生产实践之后, 能够明确的是, 在软岩巷道的施工过程中, 通过刚性支架构造对围岩的来压以及变形进行承受常常会失败, 以及需要重复地维修, 这会导致投资的浪费。只有借助初柔性后刚性的支护构造, 才可以缓和初掘巷道之后的围岩变形位移、构造, 以及对巷道掘砌空间的完整性进行维护, 不再需要重复地维修, 能够实现理想的经济效益。要想支护体、围岩的释压、围岩的让压确保一致性, 支护体的强度应当足够。并且, 能够确保围岩在相应的范围之内出现变形释压。立足于当今的支护构造类别而言, 应当应用以及推广新奥法施工技术, 锚喷技术是其关键的施工工艺技术。

3.4 应用以及推广采用新奥法施工技术

在以往的时候, 一般借助 “一锤定音”的设计方法进行施工, 针对破坏的巷道进行重复地维修, 依旧借助原设计支护的构造。事实证实, 传统的设计、施工、支护等技术较难有效地统一实际的要求, 难以跟岩石力学的特性的改变特点相符合, 需要实时地完善和创新设计、支护策略。从本质上来讲, 新奥法施工技术非常重视检测以及反馈信息, 而作为新奥法施工技术的一种工艺方式的锚喷支护可以对围岩的变形进行有效地控制, 重点是基于锚杆可以对岩体进行加固, 从而使岩体本身的承载性能增强。围岩紧贴喷层, 可以对围岩实时地封闭, 实现支护抗压力的提升, 确保围岩不再受到水的侵蚀以及风化的影响作用, 且可以对岩壁的凹凸位置以及裂缝进行充填。这样一来, 不但使围岩的抗压性能增强, 而具备较高的支护强度。

4 结语

总起来说, 巷道支护主要是控制围岩松动圈的扩大, 采取有效方法对巷道围岩进行加固或替换掉破碎围岩, 再造巷道围岩承载层, 改变围岩的应力状态。采用新奥法施工技术的一种工艺方式的锚喷支护可以对围岩的变形进行有效地控制, 重点是基于锚杆可以对岩体进行加固, 从而使岩体本身的承载性能增强, 减少围岩变形, 有效提高了软岩支护效果。

摘要：本文在归纳了现阶段煤矿软岩巷道支护方式的基础上, 结合当前软岩巷道的特点及问题, 针对煤矿软岩巷道高应力, 大变形的特点, 提出了一种相对实用的新奥法施工技术, 并对这种方式的优势作了简要的说明, 为煤矿软岩巷道的支护提供了可行性强的有效方式。

关键词：软岩巷道,顶板支护技术,探析

参考文献

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软岩矿井开拓巷道支护研究 篇6

1 开拓准备巷道支护遇到的问题

矿井建井初期,立井到底后,施工井底车场和主要运输巷、主要进、回风水平巷道时,由于开采深度深、井巷工程施工集中,平常的锚喷网支护、单一的架棚支护,根本不能支撑巷道周围的地压力,随着开采范围不断扩大,巷道系统日趋复杂,巷道只能前掘后修,修过再修,严重影响了矿井正常生产。

2 开拓准备巷道支护分析

“软岩”矿井工程支护是一个复杂的系统问题,必须从分析矿井地质条件入手,对矿井开拓延深方式、开拓准备巷道层位选择、巷道布局及巷道密度确定、巷道水治理、巷道支护方案、工程技术管理、工程质量管理等方面进行系统的研究,从而提出“软岩”工程的合理治理方案。通过对顾北矿区巷道破坏情况的调查研究,总结出了矿区“软岩”开拓准备巷道破坏的几种类型如下:

1)岩石膨胀破坏型。这种破坏形式多由矿井开拓方式、开拓准备巷道层位选择不合理造成。因顾北煤矿开采水平地层-645 m,位于9槽与11槽煤之间的泥岩、黏土岩、炭质泥岩、砂质黏土岩等都是一些膨胀性岩石。所施工的巷道在很短的时间内就出现大量巷道被压垮,底板膨胀鼓起,拱顶下沉,两帮收敛,发生较大变形,巷道几乎被压垮。经多次加强翻修后仍无法正常使用。

2)近距离巷道相互扰动破坏型。这种破坏类型是由于局部工程设计不合理,巷道密度过大而支护强度相对不足,造成近距离巷道交替破坏。如顾北煤矿-645 m水平井井底车场、泵房、泵房通道、泵房管子道、大巷、电机车修理间均为近距离布置,巷道施工,造成该区域岩层失稳,巷道难以支护。水平大巷之间的严重相互干扰造成该区域岩层失稳,对巷道轮番加强翻修,仍变形不止。

3)断层干扰破坏型。这种破坏类型是由于掘进面掘进过程中,顶板超前支承压力向巷道传播,巷道支护强度相对不足引起的。如顾北矿南翼轨道大巷,采用直墙半圆拱锚网喷锚梁支护,静压期巷道变形很少,基本保持完好。接近f${}_9^{2-3}$断层后,在动压的扰动下,巷道发生大变形破坏,影响工程正常施工,只得采取一些非常规施工方法进行施工,但进度缓慢,且过后短时期内巷道就变形严重,只得进行返修。

3 “软岩”矿井开拓准备工程治理对策

优化矿井开拓方式,合理选择开拓准备巷道布置层位。

1)矿井开拓工作对全矿井安全生产有着重大的影响,应从设计源头选择矿井合理开拓方式,避开支护难点层位。如顾北煤矿9槽与11槽煤之间,由泥岩、黏土岩、炭质泥岩、煤和砂岩组成。巷道底板多为炭质泥岩、泥岩及黏土岩等具有剧烈膨胀性的岩层,是矿井最差最难支护的层位之一。通过对矿井地质资料进行深入细致的分析,只要合理的布置层位,强膨胀层位不接触巷道底板,巷道尽量避开强膨胀层位,就能减少巷道的支护难度。

2)重视研究巷道密度对支护的影响。设计上应根据区域构造、巷道所处层位、节理裂隙发育情况、巷道性质等灵活确定局部巷道密度。遇有特殊情况,必须加大支护强度,确保巷道之间不发生干扰。如顾北煤矿在南翼轨道大巷和南翼回风大巷的巷道工程设计中,两巷之间的距离只有35 m时,两巷同时施工相互之间的干扰明显,经过修改设计,两巷之间的距离扩大到50 m时,两巷同时施工,相互之间的干扰明显的得到了控制。

3)在膨胀的岩层中布置巷道采取的措施。我们重点研究一下在膨胀的岩层中布置巷道应采取的措施,首先应尽最大可能避免在膨胀岩层中布置巷道,若必须布置应采用复合支护形式加强支护。施工时必须留有一定的卸压空间,允许巷道周边应力峰值向围岩深处转移,以减小二次支护受力。在二次支护后要及时封闭巷道周围岩层,要通过不同层位巷道的矿压观测数据的准确分析,合理确定二次支护的最佳时机,一定要在一次支护有序卸压后再及时进行二次加强支护。如顾北煤矿在南翼轨道大巷就布置在9槽与11槽煤之间,巷道周围多由泥岩、砂质泥岩、黏土岩、炭质泥岩、砂岩等组成。巷道底板多由砂质泥岩、泥岩及黏土岩锚、喷网支护后在一个月左右的时间里巷道严重变形,上压、底鼓两帮来劲严重且一般支护难以奏效,如图1所示。

我们经过长期摸索的施工经验和现场实测的结果表明,膨胀岩层中布置巷道,它对巷道的破坏是有规律的,也是可以治理的。经过观察与实测,膨胀岩石的变化和岩石本身受风水侵蚀的时间有着密切的关系。巷道的变形量随着时间的增加而逐渐加大,经过分析研究,我们认为风水侵蚀膨胀岩石和封闭风水侵蚀膨胀岩石的时间是使巷道破坏的两个重要原因。支护受力不均是使巷道破坏的另一个原因。针对上述原因我们采取的措施是:a.让膨胀岩石在巷道爆破后有一定的释放空间,爆破断面扩大100 mm～150 mm,架棚断面扩大50 mm～100 mm,架棚后用碎矸石充填,这样允许它扩大150 mm左右。b.及时封闭膨胀岩石,根据观察顶帮30 d可发生位移150 mm左右,只要在30 d内将膨胀岩石封闭住,以后的时间和巷道就能基本处于稳定。我们采取的封闭膨胀岩石的方法是金属棚内喷浆加先浅孔注浆,孔深0.6 m。注浆压力要求达到2 MPa再加深孔注浆,注浆孔深1.8 m。压力要求达到3.5 MPa。封水效果几乎可达100%。架、喷注后把壁后的松动矸石、金属棚和喷射混凝土有机连接在一起,形成强大的抗压体,把巷道稳定住。根据顾北矿施工队伍的月进度70 m～80 m,每月移2次～3次耙矸机,喷浆拱顶部紧跟迎头20 m,两帮部喷浆紧跟耙矸机。浅孔注浆止后喷浆10 m。这样完全有条件在30 d之内把膨胀岩石封闭住。

4)重视巷道底板的设计和底板水的治理,软岩巷道矿压显现的特点是四周来压,因此支护体不允许有薄弱点。开拓巷道破坏表现除墙体剪裂,两帮内敛,顶板下沉,显示压力外底板鼓起也是一项重要表现,治理膨胀型底鼓的措施可采取先释放后治理的方法,巷道底板膨胀岩石暴露后,让其施工废水在底板浸泡,然后断掉水源,进行打200 mm地砰注浆封闭施工巷道底板下的膨胀岩石。即在移耙矸机前任施工水留在巷道底板10 d～15 d,移耙矸机时让底板洼100 mm。移耙矸机后在耙矸机跟前挖一大水泱截断迎头所有水源,用风泵和管道排水,在距耙矸机100 m后,在不影响正常掘进的情况下进行铺永久轨道、打地砰、砌水沟和注浆工作。要点是做好供排水的管理,防止底板积水引发膨胀岩石膨胀。

4 安全经济技术效果明显

顾北煤矿通过对位于-648 m水平的9槽与11槽煤之间的泥岩、黏土岩、炭质泥岩、煤和薄砂岩等“软岩”开拓巷道破坏类型的深入研究,针对矿井的地质特点,因地制宜地确定了顾北煤矿开拓准备工程的综合治理对策,对巷道开拓延深工程的布置方式进行了大胆调整,改变了巷道“前掘后返”的被动局面,解决了长期困扰矿井安全生产的开拓巷道支护问题,取得了良好的综合效益,安全生产得到了保障,同时为顾北煤矿深部开拓准备工程软岩支护积累了宝贵经验。

参考文献

煤矿软岩巷道掘进支护技术 篇7

中国煤炭90%以上是通过井工开采, 相比较世界先进的采煤国家, 中国的煤层地质条件最差。由于地质条件的复杂性, 中国煤矿生产事故频发, 在瓦斯、顶板、粉尘、火灾和水等五大灾害中, 顶板事故处在第二位。底板事故是由于巷道支护失效引起的, 相比较普通岩石巷道, 软岩巷道支护失效的比例更高, 支护难度更大。为此, 对煤矿软岩巷道的支护技术进行了探讨。

1 软岩巷道基本概念

软岩主要包括了松散型软岩、破碎型软岩、流变型软岩和硬岩软化型软岩等, 软岩松散破碎, 岩体构造比较松散, 孔隙率较高且岩体强度小、稳定性差, 泥岩、炭质泥岩、砂质泥岩和粉砂岩等都属于软岩, 一般抗压强度均小于200 MPa, 和硬岩相比, 软岩的吸湿性比较强, 遇水易膨胀发生岩体崩解。软岩膨胀一类指高岭石、蒙脱石类膨胀性岩石的膨胀变形过程, 另一类是指软岩岩体在巷道内发生的空间位移变形过程。软岩巷道容易变形, 且变形持续时间较长, 有流变性质, 变形时间一般持续在2个月左右, 严重的会持续到6个月, 软岩巷道的变形速度很快, 一旦开始变形范围会逐渐扩大, 对巷道整体安全有很大影响。

软岩巷道的主要特征就是自稳时间短、围岩变形量大且软岩周围来压明显。软岩巷道的自稳定时间是指在巷道没有支护稳定的情况下, 围岩逐渐失去稳定性出现冒落现象。一般软岩巷道的自稳时间只能持续几十分钟甚至几个小时, 软岩巷道来压较快需立即进行巷道支护或超前支护, 才能保证巷道持续稳定防止围岩冒落。增加软岩巷道的支护能增加围岩强度, 巷道稳定性能和巷道断面形状、挖掘方式和巷道地理位置有很大关系。

软岩巷道容易发生变形, 在支护条件较好的情况下, 围岩均匀量在60 mm~100 mm以上, 如果岩体巷道支护条件不好, 变形量可达300 mm~1 000 mm以上。在比较坚硬的岩层中围岩对支架的压力主要来自于顶板, 而中度硬岩对支架的压力主要来自于顶板和岩体两侧, 软岩巷道的支护压力主要来自于四周且底鼓明显, 松软岩层的土质结构比较疏松且岩体强度较低, 很难承担上部岩层的重量, 因此软岩的围岩在自重地压影响下会发生垂直变形作用[1,2,3]。

2 软岩巷道支护中的问题

2.1 岩石强度较低岩体破碎

煤矿区软岩一般为泥岩、炭质泥岩和砂质泥岩等, 这几种软岩的抗压强度比较低且岩体强度比较低。软岩巷道的围岩松散, 在应力稍高状态下容易发生围岩变形问题, 且巷道岩石主要呈节理发育状态, 岩体破碎很难进行岩体支护工作。

2.2 围岩的应力水平较高

岩石强度较低是形成软岩的重要原因之一, 岩石强度和地应力的关系紧密, 围岩应力水平高主要是由于煤矿巷道开采深度较大, 巷道集中应力作用强且构造应力大, 在巷道连接处由于受临近巷道挖掘深度的影响, 围岩需承受一定的集中应力, 集中应力过强容易改变岩体的稳定状态, 使岩石从稳定状态变为软岩状态。

2.3 岩石吸水性强

含有蒙脱石、伊利石和高岭石等类型的粘土矿物质的岩石遇水容易膨胀, 且岩石吸水性比较强, 遇水后膨胀效果比较明显, 因此在开挖软岩地质时需展开治水措施, 防止岩体遇水膨胀后难以维护[4]。

3 软岩巷道掘进支护技术

3.1 锚杆联合支护技术

锚杆支护主要用于锚网喷技术和锚注技术, 对提高软岩巷道稳定性有很大帮助, 使用锚网喷技术时, 要将锚杆固定在未被破坏的岩石上, 防止围岩松动变形破坏锚杆稳定性, 之后要喷射混凝土喷层以封闭围岩表面, 在喷层中铺设1层钢筋网可提高喷层支护强度和柔韧性, 提高整个支护构造的强度;锚杆和混凝土喷网、钢筋网组成的支护体具有较强支护能力, 和围岩紧密结合不仅能提高围岩承载力, 还能在围岩变形中提供辅助力进行保护, 防止围岩产生其它有害变形影响巷道稳定性。

锚柱支护技术是在巷道开挖过程中, 对完成挖掘施工的巷道围岩进行喷浆封闭处理, 防止巷道围岩经过风化变形或损坏, 之后在围岩中打入注浆锚杆进行注浆加固施工, 锚柱支护技术利用了锚杆支护和注浆加固两种手段进行岩体加固, 既有锚杆支护的特点又可通过锚杆进行岩体注浆, 浆液填充到岩石缝隙内经过压密处理后, 可改变围岩岩体结构, 将原本松散的围岩变成具有较强承受能力和抗压性的岩石, 能适应较为复杂的应力以增加巷道稳定性。

3.2 锚网喷支护技术

a) 锚网喷支护技术具有及时性、紧密型且柔性好特点, 主要采用先进的施工工艺, 操作简单且经济安全, 广泛适用于煤矿软岩巷道的支护施工中。今年来开发的高强锚杆进一步提高了锚网喷支护技术的支护能力, 同时也扩大了锚网喷支护技术的适用范围。锚网喷技术主要是由喷层、锚杆和钢筋网三部分组成, 喷网施工及时且能和围岩紧密结合, 因此能有效防止围岩发生风化和潮解并加强围岩的强度。喷网中钢筋网能增加喷网的柔性, 用来加固围岩可提高喷网的抗变形性, 减少围岩中的裂缝保证岩体的整体性。使用喷网支护能有效提高围岩强度, 防止岩体被风化, 且均匀分配喷层的应力, 改善围岩的整体稳定性;

b) 锚杆是整个喷网支护体系中最为关键的部分, 锚杆可和喷网相连接以提高岩石稳定性, 有效控制住塑性区和岩体破碎区的扩大, 使用锚网喷支护可在岩体没有发生变形前注入岩体内, 及时提高岩体稳定性和外来承载力, 可在岩石变形前保持岩体固有的稳定性, 不用进行过多修复即可有效防止巷道围岩变形。在巷道支护施工中, 要根据不同的围岩种类选择不同类型的锚网喷支护结构和施工方法, 对岩性较好的地方可采用分次施工工艺进行巷道支护施工, 岩性较差的区域最好一次性完成岩体支护施工[5];

c) U型钢和锚网喷的联合支护技术。针对岩体松软破碎的区域, 单独使用锚网喷支护技术的支护效果比较弱, 因此需在锚网喷支护的基础上增加U型钢进行二次支护。第一次加护要先使用喷网封闭岩石, 能及时加护岩体提供一定的初锚力保护, 能有效防止软层巷道围岩变形。使用第一次加护后可采用U型钢材质的可伸缩支架进行第二次支护施工, 可进一步提高围岩的稳定性防止深度变形;

d) 砌碹技术。砌碹技术在软岩巷道支护中的运用时间比较久, 属于传统支护技术, 通过支护体系本身的强度承载围岩的矿山压力, 和围岩形成整体的抗压屏障以提高岩层抵抗力。当巷道围岩中岩体破碎严重且单独采用锚喷支护效果不明显时, 适合使用砌碹支护技术, 可有效改善巷道围岩不稳定状态, 防止顶部岩石脱落。

由于煤矿巷道内部结构本身就不规则, 支护体不能全面接触岩层, 而砌碹支护结构属于刚性支护, 最先接触岩层的部分会发生变形, 当承受压力过大时, 某部分的支护体发生崩解或损坏, 会直接影响岩层的稳定性和煤矿掘进安全。

4 结语

软层巷道支护施工是一项复杂的施工过程, 矿井挖掘深度越深, 巷道受应力的影响就越强, 一旦巷道围岩发生脱落、坍塌, 会给煤矿生产带来严重影响, 因此在进行巷道支护安全施工时要根据施工地围岩状况和条件选择合适的施工工艺和支护技术, 分析软层巷道支护中的问题, 并根据具体安全问题有针对性地采取解决措施, 实现经济安全的巷道支护。

摘要：随着软岩矿井煤矿开采数量的增加, 软岩巷道的施工维护问题已越来越突出, 对煤炭生产安全有重要影响, 采用经济有效的软岩支护方法进行巷道支护是目前煤炭生产中必须要解决的问题。叙述了软岩巷道的基本概念及软岩巷道支护中的问题, 指出并分析了软岩巷道掘进支护技术。

关键词：煤矿,软岩巷道,锚杆联合支护技术

参考文献

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