论文部分内容阅读
【摘要】近年来随着开滦精煤范各庄矿开拓水平的逐渐延伸，软岩巷道施工和支护问题日益突出，对软岩巷道的支护技术的探索既有现实意义，又有长远意义。该公司—600水平二石门7煤层运料上山由于受埋藏较深（埋深—450— —580m）和3273N工作面采动影响，围岩破碎，在采取锚梁网和金拱支架两种支护方式情况下，其底鼓和两帮变形问题依然严重，现根据具体情况探讨深部软岩巷道有效支护方式。
【关键词】软岩支护；底鼓；底梁；锚梁网；锚索
1.概述
开滦精煤范各庄矿3273S工作面运料上山位于三水平南二采区，地面标高+25.25m，工作面标高—450 — —580m。北部为7煤层皮带上山和3273N采空区煤柱，南部为3273S、3275S工作面。该运料上山为梯形断面，净宽4500mm，净高3000mm，埋深—600m— —450m，全长358m，沿7煤层顶板施工。由于该运料上山受新采完的3273N工作面超前支撑压力及多条小断层影响，两帮煤壁酥软，顶底板破碎，且与8煤层仅隔厚度2.5m的粉砂岩，顶底板岩性均为灰黑致密且含植物化石较多的泥质胶结粉砂岩。支护形式有锚梁网和金拱支架支护两种，施工后巷道底鼓、变形严重。先后曾多次采用卧底并加补金拱支架的方式修复。最终基本满足使用要求。
2.运料上山支护形式现状
2）、该巷道处于破碎区或应力集中区。巷道掘进过程中要经过F2断层及小断层破碎带，使煤层及顶底板破碎，削弱了煤岩体本身的承载能力；又受到3273N工作面采动影响，致使此7煤层运料上山处于压力增高区，增加了巷道变形指数。
3）、巷道底板未支护。我们知道，岩体在三向等压状态下其抗压强度是最大的，我们对巷道的支护，就是在巷道围岩的原岩应力场被破坏后，人为的形成一个近似三向应力的受力状态，利用岩体自身的强度来保持巷道断面的完整性。而一般情况下，巷道支护主要指对顶板和巷道两帮的支护，往往忽略了对底板的管理。对于巷道底板岩性较软或遇水膨胀的蒙脱石泥页岩时，巷道不能依靠底板围岩形成闭合的承载结构而导致底鼓。严重的底鼓导致两帮及顶板变形，影响巷道的正常使用。
3.针对巷道变形的应对措施
3.1金拱支架加底梁
对于巷道顶底板破碎，煤层酥软的情况，以往支护形式为普通金拱支架支护，底鼓后在派人力清卧，以达到设计断面高度。可在掘进巷道预留变形空间基础上，用普通可缩性金属拱形支架加底梁形成环形承载结构，配合小板、撑木、及铁钩子形成封闭的承载整体，抑制巷道围岩破碎区的发展，最大限度的恢復巷道围岩的三向应力状态使其达到一个新的相对平衡。
3.2全封闭锚网支护
锚网支护属于主动支护的一种形式，根据锚网支护基本理论中的围岩强度强化理论：巷道锚杆支护的实质是锚杆和锚固区的岩体相互作用形成统一的承载结构，使围岩体处于三向应力状态，增加围压，强化巷道围岩强度，可改善被锚固岩体力学性能，提高锚固体的承载能力。减少巷道周围破碎区、塑性区的范围和表面位移，控制破碎区、塑性区的发展，从而保持巷道围岩的稳定性。根据现有的锚网支护施工工艺和材料，可在原有锚网支护的基础上，在底板和两帮下角（以45度）以适当的间排距加打底锚杆，抑制塑性区的发展，使塑性区形成稳定封闭的承载环。此方法在开滦吕家坨矿—950五采轨道石门第二段523m的修复工程中已试用。其采取的支护方式为：全封闭挂网，树脂螺纹钢等强锚杆及喷浆支护，锚杆长度1.8m，锚杆间排距0.8m，喷浆100mm厚。这种方法有效消除了局部欠支护效应，使巷道变形量由修复前的400—500mm/4—5个月到现在的80mm/年，受到良好效果。针对3273S运料上山0—180m范围巷道顶板、两帮压力显现不明显，底鼓比较严重的情况，在掘进时预留变形空间的情况下，可以试用。
4.结论
1）对于软岩巷道的支护，要根据区域的具体工程地质条件，制定切实可行的支护形式，如金拱支架加底梁或采用全封闭锚网支护；
2）一般情况下软岩巷道要进行二次支护和联合支护，尤其要注意锚索和其他支护形式的结合。
参考文献
[1]杜计平，孟宪锐.采矿学[M].徐州：中国矿业大学出版社，2009.
[2]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.
[3]郭奉贤，魏胜利.矿山压力观测与控制[M].北京：煤炭工业出版社，2005.
【关键词】软岩支护；底鼓；底梁；锚梁网；锚索
1.概述
开滦精煤范各庄矿3273S工作面运料上山位于三水平南二采区，地面标高+25.25m，工作面标高—450 — —580m。北部为7煤层皮带上山和3273N采空区煤柱，南部为3273S、3275S工作面。该运料上山为梯形断面，净宽4500mm，净高3000mm，埋深—600m— —450m，全长358m，沿7煤层顶板施工。由于该运料上山受新采完的3273N工作面超前支撑压力及多条小断层影响，两帮煤壁酥软，顶底板破碎，且与8煤层仅隔厚度2.5m的粉砂岩，顶底板岩性均为灰黑致密且含植物化石较多的泥质胶结粉砂岩。支护形式有锚梁网和金拱支架支护两种，施工后巷道底鼓、变形严重。先后曾多次采用卧底并加补金拱支架的方式修复。最终基本满足使用要求。
2.运料上山支护形式现状
2）、该巷道处于破碎区或应力集中区。巷道掘进过程中要经过F2断层及小断层破碎带，使煤层及顶底板破碎，削弱了煤岩体本身的承载能力；又受到3273N工作面采动影响，致使此7煤层运料上山处于压力增高区，增加了巷道变形指数。
3）、巷道底板未支护。我们知道，岩体在三向等压状态下其抗压强度是最大的，我们对巷道的支护，就是在巷道围岩的原岩应力场被破坏后，人为的形成一个近似三向应力的受力状态，利用岩体自身的强度来保持巷道断面的完整性。而一般情况下，巷道支护主要指对顶板和巷道两帮的支护，往往忽略了对底板的管理。对于巷道底板岩性较软或遇水膨胀的蒙脱石泥页岩时，巷道不能依靠底板围岩形成闭合的承载结构而导致底鼓。严重的底鼓导致两帮及顶板变形，影响巷道的正常使用。
3.针对巷道变形的应对措施
3.1金拱支架加底梁
对于巷道顶底板破碎，煤层酥软的情况，以往支护形式为普通金拱支架支护，底鼓后在派人力清卧，以达到设计断面高度。可在掘进巷道预留变形空间基础上，用普通可缩性金属拱形支架加底梁形成环形承载结构，配合小板、撑木、及铁钩子形成封闭的承载整体，抑制巷道围岩破碎区的发展，最大限度的恢復巷道围岩的三向应力状态使其达到一个新的相对平衡。
3.2全封闭锚网支护
锚网支护属于主动支护的一种形式，根据锚网支护基本理论中的围岩强度强化理论：巷道锚杆支护的实质是锚杆和锚固区的岩体相互作用形成统一的承载结构，使围岩体处于三向应力状态，增加围压，强化巷道围岩强度，可改善被锚固岩体力学性能，提高锚固体的承载能力。减少巷道周围破碎区、塑性区的范围和表面位移，控制破碎区、塑性区的发展，从而保持巷道围岩的稳定性。根据现有的锚网支护施工工艺和材料，可在原有锚网支护的基础上，在底板和两帮下角（以45度）以适当的间排距加打底锚杆，抑制塑性区的发展，使塑性区形成稳定封闭的承载环。此方法在开滦吕家坨矿—950五采轨道石门第二段523m的修复工程中已试用。其采取的支护方式为：全封闭挂网，树脂螺纹钢等强锚杆及喷浆支护，锚杆长度1.8m，锚杆间排距0.8m，喷浆100mm厚。这种方法有效消除了局部欠支护效应，使巷道变形量由修复前的400—500mm/4—5个月到现在的80mm/年，受到良好效果。针对3273S运料上山0—180m范围巷道顶板、两帮压力显现不明显，底鼓比较严重的情况，在掘进时预留变形空间的情况下，可以试用。
4.结论
1）对于软岩巷道的支护，要根据区域的具体工程地质条件，制定切实可行的支护形式，如金拱支架加底梁或采用全封闭锚网支护；
2）一般情况下软岩巷道要进行二次支护和联合支护，尤其要注意锚索和其他支护形式的结合。
参考文献
[1]杜计平，孟宪锐.采矿学[M].徐州：中国矿业大学出版社，2009.
[2]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.
[3]郭奉贤，魏胜利.矿山压力观测与控制[M].北京：煤炭工业出版社，2005.