邊切眼大斷面高地應(yīng)力條件下支護(hù)技術(shù)

1、邊切眼大斷面高地應(yīng)力條件下支護(hù)技術(shù)論文摘要：合理有效的支護(hù)方式解決了大斷面、頂板巖性差，支護(hù)困難的狀況，為厚煤層，大支架的安裝打下了基礎(chǔ)，提高了工作面安裝速度。煤礦掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)是煤礦生產(chǎn)的重要技術(shù)之一 ，也是煤礦采掘生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)，本文基于特殊復(fù)雜地質(zhì)條件下，邊切眼掘進(jìn)大斷面支護(hù)技術(shù)的研究與應(yīng)用，對(duì)于大跨度、復(fù)雜地質(zhì)及水文地質(zhì)條件下支護(hù)進(jìn)行了研究與實(shí)施，通過(guò)效果來(lái)看，支護(hù)良好，成為下一步類似條件下的首選技術(shù)之一。一、施工煤巖層地質(zhì)條件該巷道位于呂梁山脈的東側(cè)，屬中低山侵蝕地貌，地表切割劇烈，溝谷縱橫，地形復(fù)雜，溝谷及其兩側(cè)基巖裸露，山頂多黃土覆蓋，其總的地勢(shì)為北高南低。802切眼開(kāi)門(mén)在8號(hào)煤層

2、中，根據(jù)8#煤層揭露情況分析，煤層平均厚度4.33m。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單-復(fù)雜，含04層夾矸，夾矸最大厚度0.50m，為穩(wěn)定的全井田可采煤層，傾角3-14°，平均10°，走向北東。8號(hào)煤層頂板為石灰?guī)r或泥灰?guī)r，厚1.2m左右，底板為砂質(zhì)泥巖。頂板泥灰?guī)r抗壓強(qiáng)度為35.0140.3MPa，平均85MPa，抗拉強(qiáng)度為0.230.95MPa；屬軟弱巖石，穩(wěn)固性差。8號(hào)煤層直接底為砂質(zhì)泥巖及粉砂巖互層，抗拉強(qiáng)度為0.130.17MPa。上覆2#煤層為采空區(qū)，距離8#煤層79.3米，煤厚2.4米，局部存有寬20米煤柱，形成應(yīng)力集中區(qū)，對(duì)下方8#煤的開(kāi)采產(chǎn)生較大的影響。二、水文地質(zhì)條件本工作面位

3、于太原西山煤田古交礦區(qū)馬蘭精查區(qū)西部，根據(jù)山西省太原西山煤田古交礦區(qū)馬蘭勘探區(qū)精查地質(zhì)報(bào)告分析，該巷涌水主要是頂板含水砂質(zhì)泥巖、砂巖等裂隙水，老空水主要為上覆2#煤層老空水及801面老空水，對(duì)巷道掘進(jìn)產(chǎn)生較大影響，造成頂板淋水，頂板巖石弱面加大，同時(shí)受底板奧灰水帶壓開(kāi)采影響，支護(hù)困難。三、支護(hù)設(shè)計(jì)1.開(kāi)切眼支護(hù)斷面設(shè)計(jì)背景：8#煤層比較厚，厚達(dá)平均4.33米，工作面支架安設(shè)體積大，安設(shè)寬度、高度要求高。支架型號(hào)：ZY7000/24/50型；頂板壓力大，局部有淋水，直接頂存有裂隙，弱面較多；巖石強(qiáng)度低，8#煤層頂板為L(zhǎng)1石灰?guī)r，局部大部分為砂質(zhì)泥巖，厚度1.2-1.60m，平均1.45m，頂板泥

4、灰?guī)r抗壓強(qiáng)度為1.9414.03MPa，抗拉強(qiáng)度為0.0230.095MPa，屬軟弱巖石，穩(wěn)固性差；帶壓開(kāi)采。2.802切眼永久支護(hù)設(shè)計(jì)方案：斷面形狀為矩形斷面，凈寬7.0m，中高4.3m，S荒=30.96m2，S凈=29.4m2，采用錨網(wǎng)帶、錨梁+支柱加密聯(lián)合支護(hù)。3.支護(hù)理論：錨桿的組合梁作用：利用錨桿的拉力將層狀巖層組合起來(lái)形成組合梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行支護(hù)，組合梁作用的本質(zhì)在于通過(guò)錨桿的預(yù)拉應(yīng)力將原視為疊合梁的巖層擠緊，增大巖層間的摩擦力；同時(shí)，錨桿本身也提供一定的抗剪能力，阻止其層間錯(cuò)動(dòng)。錨桿把數(shù)層薄的巖層組合成類似鉚釘加固的組合梁，這時(shí)被錨固的巖層便可看成組合梁，全部錨固層能保持同步變形，頂板

5、巖層抗彎剛度得以大大提高。鋼帶的作用是使巷道支護(hù)錨桿成為一個(gè)整體，同時(shí)整個(gè)頂板也成為一個(gè)整體，增加了抗載能力；由于巷道高、跨度大，同時(shí)上覆巖層由于巖性差，同時(shí)受裂隙水、承壓區(qū)及上方煤柱的影響，壓力大，頂板離層下沉帶向上延伸較高，故采用第二組合加固方案：錨索梁。使支護(hù)穩(wěn)定在上覆沒(méi)有破壞的老頂基巖上。頂板支護(hù)得到保障；為確保萬(wàn)無(wú)一失，增加了第三組合加固方案，采用在原有主動(dòng)支護(hù)的條件下增加被動(dòng)支護(hù)，在巷道中間增加一排支柱，將頂板支護(hù)牢牢的穩(wěn)住。四、支護(hù)方式及質(zhì)量要求1.頂板采用22mm×2200mm的等強(qiáng)螺紋鋼式樹(shù)脂錨桿配150×150×10mm鋼板托盤(pán)，兩幫采用20m

6、m×2000mm的等強(qiáng)螺紋鋼式樹(shù)脂錨桿配120×120×8mm鋼板托盤(pán)，頂幫全斷面掛菱形網(wǎng)，每排各采用一頁(yè)四孔（3.1m）及五孔（4.0m）鋼帶搭接壓網(wǎng)，錨索采用直徑=17.8mm，L=6000mm鋼絞線，每根錨索采用2卷CK2350型和1卷K2350型樹(shù)脂錨固劑，錨固長(zhǎng)度為1500mm，支柱采用直徑不小于250mm，長(zhǎng)度不小于5.0米的圓木。錨桿間排距：900×900mm，鋼帶間排距900×900mm，錨索梁間排距1800×1800mm，工字鋼梁長(zhǎng)度5米，3棵錨索吊掛，錨索間距1.8米。2.切眼內(nèi)在皮帶左側(cè)支設(shè)一排木支柱，間距2.0

7、米，支設(shè)木支柱距離迎頭要求不大于30米。3.質(zhì)量要求：錨桿間排距允許誤差±100mm，每棵錨桿每孔用CK2350、K2350樹(shù)脂各1卷，錨固長(zhǎng)度1.0m，錨固劑允許誤差50mm，頂板錨桿錨固力100KN（25Mpa），安裝質(zhì)量不低于300N·m；兩幫煤中錨桿錨固力70KN（18Mpa），安裝質(zhì)量不低于120N·m；錨桿外露絲20mm-50mm，錨桿按巷道正頂切點(diǎn)連線向兩側(cè)均勻布置，底角錨桿與水平線呈10°30°打入；巷道兩幫肩角錨桿距頂板不大于400mm，傾斜角度根據(jù)頂板傾角調(diào)整，保證錨固端在頂板巖石中；巷道兩幫最下一排錨桿距巷道底板不大于600mm，并向下傾斜，與水平線呈10°30°夾角，錨固端位于底板巖石中。附：支護(hù)圖五、礦壓顯現(xiàn)觀測(cè)巷道掘進(jìn)過(guò)程中每隔50m設(shè)一組離層指示儀，每周進(jìn)行數(shù)據(jù)讀取記錄，在落差較大的斷層兩側(cè)15米范圍內(nèi)必須安設(shè)頂板離層指示儀，牌板顯示。通過(guò)一段時(shí)間離層儀觀測(cè)，頂板支護(hù)效果良好，頂板下沉位移量0mm，頂板無(wú)離層下沉現(xiàn)象。六、結(jié)論1.合理有效的支護(hù)方式解決了大斷面、頂板巖性差，支護(hù)困難的狀況，為厚煤層，大支架的安裝打下了基礎(chǔ)，提高了工作面安裝速度。2.合理有效的支護(hù)方式