煤矿井下体支护破坏原因分析及维护维修

煤矿井下体支护破坏原因分析及维护维修

岩体护理是煤矿建设和生产中常见的保护形式之一。其具有施工工艺简单、整体抗压力强、封闭围岩性好等优点,在井下永久巷道或巷压较大地段而广泛使用。即使在软岩矿区以不断改进的碹体支护及其复合支护依然具有其独特的优点,与先进的锚杆支护并驾齐驱。下面就碹体支护的破坏原因及碹体支护的维护、维修作如下分析。1、巷道地质条件碹体支护一般用于服务时间较长的永久性巷道,或地质条件较差受构造影响较大、地压显现明显的破碎地带。造成碹体破坏的原因很多,现分析如下:1.1巷道维修费用指标合理的巷道布置会减少碹体支护的破坏。在井田开拓设计中,如果开拓巷道布置在受构造影响较大、或软岩当中时,应把巷道维修费用指标是否合理做充分考虑。力求将巷道布置在地压显现较小,受构造影响不大的区域。因为在节理、裂隙较发育的破碎地带,碹体支护往往受弱面分布规律和组合关系的控制而造成破坏。1.2限、用途和位置选择巷道断面形状,必须综合考虑巷道围岩的性质、地压的大小及方向;巷道的服务年限、用途和位置;巷道的支护方式和支架材料这三大基本因素。就碹体支护,特别是在松软或膨胀性较大的岩层中,当顶压侧压都很大时,可采用曲墙拱形;底鼓严重时可用带底拱的封闭拱形;四周压力都很大且不均匀时可采用椭圆形;四周压力均匀时可采用圆形。1.3钢绞线的破坏。在现场,我国碹体支护的料石和砂浆强度是衡量碹体能否整体抵抗围岩压力大小的主要指标。现场施工中应根据不同的围岩性质、不同的地质条件做合理选择。料石的使用不规范给碹体支护的破坏创造了有利的条件。综合各种理论和实验结果,碹体支护的平直周边容易出现拉应力而破坏;而碹体的曲线部分则易受剪应力而遭到破坏,尤其是圆形或椭圆形的碹体支护。现场多采用长方体料石(200×200×400)或方体料石(300×300×300),料石之间用石片加垫、灰浆灌逢的施工方法,造成料石由外及里成线或点接触,受剪应力层层剪落不断破坏直至报废。如曲线部分采用异形料石,直墙部分采用普通料石会大大降低应力集中程度,从而达到减少碹体破坏的目的。1.4圆先发顶缘圆碹体支护的施工工序一般来说是由下向上的。特殊地质条件下,如圆碹先发顶半圆后发底半圆的施工方法会使接茬处变为受力薄弱点而导致过早的破坏。碹体的施工质量,如灰浆饱满程度、石垫的加设、接甩茬、壁后充填及拆模的时间等质量问题都是造成碹体破坏的原因。1.5其他原因受采动影响及巷修的超前压力导致围岩应力重新分布造成碹体破坏。2、2体维护2.1壁后注浆防自然散发技术在碹体支护的施工中,壁后管理是不可忽视的一个重要环节,预设注浆管封段灌浆对碹体维护是一个积极的措施。壁后注浆在全煤巷道中有较好的防自然发火的优点;在软岩巷道中,壁后注浆有较好地封闭围岩的作用,其能切断围岩不断遇水膨胀、遇空气风化的渠道,而且在施工初期注浆能使软岩遇浆体膨胀后缓慢滑动充满壁后空间,从而大大降低由于片帮抽顶对碹体造成的局部应力集中,使碹体达到均匀受力的目的。2.2体复合支护的研究在各种形状的巷道中,圆形和椭圆形巷道的应力集中程度最低,尤其在软岩矿区碹体支护被广泛使用。在我矿实验的圆碹加木砖的施工方法取得了较好的支护效果。基本做法是:发碹时在拱基线及正顶处各加一层木砖代替料石,使碹体支护达到了初期让压、后期整体抗压的目的,现该方法已在平庄矿区推广使用。碹体加木砖对碹体的维护具有较好的经济性和适用性。伴随支护的不断改革,1997年我矿在二采区310石门的砂质泥页岩互层的软岩区域实验了以碹体支护为主的复合支护。尽管锚网碹体复合支护遭到了失败,但碹体工字钢圈梁支护却取得了一定成功。具体做法是:滞后圆碹加木砖10-15米架设工字钢圈梁,圈梁棚距1米,圈梁之间用钢筋拉杆连接成一体,此复合支护在该软岩区域至今有较好支护效果。2.3岩应力与体强度的加补碹体遭到破坏后采取的直接措施就是反碹。根据现场的具体情况是否需要整体反碹谈两点比较适用的处理方法。(一)碹体补强:碹体遭到破坏时,巷道仍处于围岩应力与碹体支承力相对平衡状态,在满足使用断面的情况下,加补一层碹体,不会造成围岩失稳而二次应力重新分布,在不破坏围岩应力平衡的状态下能取得较好的支护效果。(二)碹体加补:碹体遭到破坏时碹体补强法不能满足使用断面,可采用局部加补法,即拆墙补墙、拆拱补拱、靠墙砌墙的施工方法,同样可以取得较好的临时支护效果。可减少整体反碹带来的大量人力物力的消耗,减少反碹造成的超前压力破坏,同样可以避免反碹带来的二次围岩应力平衡对碹体的冲击。3、加强体壁后注浆管理选择合理的巷道位置、断面形状、支护材料、减少采动及超前压力影响、保证合理的施工工序和发碹质量就可以大大减少围岩应力对碹体的破坏。加强碹体壁后注浆管理可以较好地封闭围岩并