高地压状态下支护技术的研究

1、高地压状态下支护技术的研究摘要：由于巷道失修率高、巷道失修频繁，现有巷道维护状况仍难以维持矿井的平安高效消费，迫切需要解决动压影响下采区准备巷道的支护技术难题。该文就高地压状态下支护技术的在芦岭煤矿的应用进展了详细的研究，具有一定借鉴意义。关键词：高地压采矿条件支护技术0引言淮北矿业集团芦岭煤矿属煤与瓦斯突出矿井，主采8#、9#煤层，煤层自燃发火期较短，目前该矿二程度开采深度600左右。为了减小煤与瓦斯突出的危险性，该矿采用开掘底板岩石集中巷并预抽上部煤层瓦斯的方法，准备巷道根本上布置在距煤层30左右的底板岩层中，同时为防止留设的保护煤柱自燃发火，工作面采取跨上山开采，因此，底板巷道受到强烈采

2、动影响，工作面回采后，底板巷道遭到严重破坏，无法继续使用，而且针对8#、9#煤层赋存特点所设计的回采工艺，使得底板巷道在同一区段需经受至少3次跨采，巷道允许修复周期很短，相应的维护难度极大。为此，矿井投入了大量的人力物力，但即使这样，由于巷道失修率高、巷道失修频繁，现有巷道维护状况仍难以维持矿井的平安高效消费，迫切需要解决动压影响下采区准备巷道的支护技术难题。182轨道上山根本地质采矿条件芦岭煤矿目前主采8#、9#煤层中，8#煤平均厚度10左右，属强突煤层，9#煤厚度约23，8#煤与9#煤之间的间距为3.2，煤岩层综合柱状见图1。82轨道上山位于9煤底板，距9煤层30。轨道上山围岩以中、细粒砂

3、岩为主，泥岩、粉砂岩次之。砂岩呈灰灰白色，成份以石英长石为主，钙泥质胶结，层理较发育。此类围岩虽然岩块强度较高，f值在46左右，但由于围岩体内部构造面比拟发育，岩体本身强度并不高，且经受屡次跨采及修复后，巷道围岩更加破碎。282轨道上山现有支护状况82轨道上山原为锚网支护，巷道变形后采用U型钢支架支护。由于该上山维护困难，动压影响下U型钢支架大多扭曲、开裂，为改善支护状况将U型钢型号由U29进步至U36，但支护状况并没有明显改观，部分巷道扩修后帮部补打锚杆。由于巷道围岩经受屡次破坏后，围岩内构造面极为发育，当再次受到动压影响时，巷道变形仍然无法得到有效控制，造成巷道顶板下沉剧烈、两帮严重内移、

4、底臌强烈，巷道全断面收缩，为了保证巷道正常使用，不得不经常进展刷帮、重新扶棚，并反复进展卧底，这一恶性循环造成巷道维护特别困难。382轨道上山新型支护技术方案控制此类动压影响下巷道围岩的强烈变形，不仅要求支护体应具备较高的支护阻力，而且要求支护体具备高阻可缩特性。根据上述支护承载性能分析，结合轨道上山实际的围岩条件和现有支护状况，从保证巷道的长期支护效果出发，提出技术上可行、平安上有保障、经济合理的高强稳定型支护技术方案。3.1技术方案的核心：U36型钢钢丝网注浆耦合装置3.1.1采用U型钢壁后充填注浆，进步支架的整体承载性能针对U型钢棚壁后不均匀空隙，同时考虑到轨道上山围岩裂隙非常发育的实际

5、情况，采用U型钢壁后充填注浆术，一方面通过注浆将支架与围岩耦合为一体，实现支架与围岩共同承载；另一方面通过注浆加固围岩，进步围岩体本身的稳定性。3.1.2采用耦合装置进展构造补偿，保证支架构造的稳定性通过耦合装置，托梁咬合U型钢，对U型钢支架进展双向限位，并将U型钢支架与锚索耦合为一体，可以很好地解决支架的构造稳定性难题，变不稳定支架构造为稳定支架构造，进步支架构造本身的稳定性。3.1.3新型锚索自锁防滑锚具及其张拉装置这是两项实用新型专利技术，该技术的优越性表达在两个方面：在岩体软弱锚索初次张拉不易张紧，或者施工初期锚索锁具没有张紧的情况下，可防止锚索承载后期锚具滑移问题；在锚索施工初期不宜

6、张紧，而锚索承载后期又要防止锚具滑移的情况下，可以实现锚索锚具的定点锁紧，既保护原有支护在支护初期不被人为破坏，又防止支护承载后期屈从破坏。3.2详细技术措施如下：3.2.1改善U36型钢支架的受力状况，发挥支架的整体承载才能，采用以下技术措施：3.2.1.1采用双槽形夹板上、下限位卡缆，改良后的卡缆需经热处理，进步其刚度，进步支架的整架承载性能。要求拱形支架的连接处用3付卡缆，2付双槽夹板限位卡缆，一付普通夹板卡缆。3.2.1.2采用钢丝网和拉条，进步支架的护表性能，要求每隔300500用一根拉条。3.2.1.3采用壁后充填注浆，改善支架的受力状况，使支架整体承载，并与围岩形成统一的承载体系

7、。3.2.1.4在选择支架时，根据现有情况，与三节半园拱形支架相比，四节半园拱形支架具有可缩性好、重量轻、容易运输的优点，但同三节半园拱形支架相比，搭接头多一个，因此支架失稳机率较三节支架较大。在支架选择上应根据实际情况合理选择。3.2.1.5拱形支架的棚距为500，扎角8。3.2.2根据现有巷道的变形特征，帮部应施工耦合装置，对U36型钢支架实现构造补偿，以进步支架的整体承载才能。3.2.3注浆完毕，待浆液凝固后，施工耦合装置按要求施工耦合装置实现对U型钢支架的构造补偿。锚索型号为17.86300，材质为1860钢绞线，帮锚索间排距10001500。为防止U型钢支架因锚索侧单侧受力导致侧翻，

8、两排锚索之间采用高强树脂锚杆进展平衡补偿。平衡补偿锚杆直径20，托梁孔直径22。锚杆丝口需用滚丝机加工。每个锚杆孔使用2支Z2350树脂锚固剂或一支K2335和两支Z2335树脂锚固剂，经计算锚固长度在1.4左右。孔深要求为220020，并保证钻孔角度。锚杆托盘采用厚度为10鼓形托盘，大小为120120，材质为A3钢加工。耦合装置及锚索托梁构造见图2。为保证锚索托梁不因应打孔而降低强度，应在打孔位置两侧焊接828216的锰钢16nSi，材质与卡缆材质一样。3.4采用上述支护方案，有以下几个问题需要引起注意：3.4.1注浆材料可选用凝固后有一定强度，凝固时间较快的浆液；3.4.2注浆过程中应加强

9、巡视，假设轨道上山有细微漏浆，可采用快凝水泥封堵，假设严重跑漏浆，要立即停顿注浆，并用快凝水泥封堵漏浆处，等漏浆封堵处快凝水泥凝固后，再进展注浆。再次注浆时要求加5%的水玻璃，以加快浆液的凝固速度。3.4.3当围岩变形量指顶板下沉量或两帮相对位移量大于100时，应立即采用锚索进展构造补偿；3.4.4应加强该地质条件下加固巷道的矿压观测，特别是对U型钢棚、锚索以及锚注一体化技术等不同支护工作性能的监测，以便为类似条件下的巷道加固提供技术保障；3.4.5施工前，应进展围岩松动圈范围测试，并根据测试结果调整支护方案。3.5底板治理方案无高强控底措施是造成轨道上山巷道失稳的主要原因之一。考虑到巷道的长期支护效果，需采取高强控底措施。根据轨道上山的实际条件，采用以下底板治理方案。采用锚索进步底板承载构造的稳定性，并采用树脂和胶泥结合锚固方式，进步锚索对软岩巷道底板的锚固效果，详细支护措施如下：3.5.1采用底板锚梁网索支护时，需将巷道底板松散层剥离后打注浆锚杆，剥离深度到达设计底板标高以下150。3.5.2安装底板注浆锚杆，并对底板浇铸50厚混凝土。3.5.3进展底板注浆，待注浆过程完毕后打锚索孔，安装底梁并施工底板锚索，底板锚索间排距15001500。3.5.4再对底板进展二次浇铸，二次浇铸厚度为100混凝土，既到达底板设计标高，同时将超出底板设