高地壓狀態(tài)下支護(hù)技術(shù)的研究

1、高地壓狀態(tài)下支護(hù)技術(shù)的研究摘要：由于巷道失修率高、巷道失修頻繁，現(xiàn)有巷道維護(hù)狀況仍難以維持礦井的平安高效消費(fèi)，迫切需要解決動(dòng)壓影響下采區(qū)準(zhǔn)備巷道的支護(hù)技術(shù)難題。該文就高地壓狀態(tài)下支護(hù)技術(shù)的在蘆嶺煤礦的應(yīng)用進(jìn)展了詳細(xì)的研究，具有一定借鑒意義。關(guān)鍵詞：高地壓采礦條件支護(hù)技術(shù)0引言淮北礦業(yè)集團(tuán)蘆嶺煤礦屬煤與瓦斯突出礦井，主采8#、9#煤層，煤層自燃發(fā)火期較短，目前該礦二程度開(kāi)采深度600左右。為了減小煤與瓦斯突出的危險(xiǎn)性，該礦采用開(kāi)掘底板巖石集中巷并預(yù)抽上部煤層瓦斯的方法，準(zhǔn)備巷道根本上布置在距煤層30左右的底板巖層中，同時(shí)為防止留設(shè)的保護(hù)煤柱自燃發(fā)火，工作面采取跨上山開(kāi)采，因此，底板巷道受到強(qiáng)烈采

2、動(dòng)影響，工作面回采后，底板巷道遭到嚴(yán)重破壞，無(wú)法繼續(xù)使用，而且針對(duì)8#、9#煤層賦存特點(diǎn)所設(shè)計(jì)的回采工藝，使得底板巷道在同一區(qū)段需經(jīng)受至少3次跨采，巷道允許修復(fù)周期很短，相應(yīng)的維護(hù)難度極大。為此，礦井投入了大量的人力物力，但即使這樣，由于巷道失修率高、巷道失修頻繁，現(xiàn)有巷道維護(hù)狀況仍難以維持礦井的平安高效消費(fèi)，迫切需要解決動(dòng)壓影響下采區(qū)準(zhǔn)備巷道的支護(hù)技術(shù)難題。182軌道上山根本地質(zhì)采礦條件蘆嶺煤礦目前主采8#、9#煤層中，8#煤平均厚度10左右，屬?gòu)?qiáng)突煤層，9#煤厚度約23，8#煤與9#煤之間的間距為3.2，煤巖層綜合柱狀見(jiàn)圖1。82軌道上山位于9煤底板，距9煤層30。軌道上山圍巖以中、細(xì)粒砂

3、巖為主，泥巖、粉砂巖次之。砂巖呈灰灰白色，成份以石英長(zhǎng)石為主，鈣泥質(zhì)膠結(jié)，層理較發(fā)育。此類圍巖雖然巖塊強(qiáng)度較高，f值在46左右，但由于圍巖體內(nèi)部構(gòu)造面比擬發(fā)育，巖體本身強(qiáng)度并不高，且經(jīng)受屢次跨采及修復(fù)后，巷道圍巖更加破碎。282軌道上山現(xiàn)有支護(hù)狀況82軌道上山原為錨網(wǎng)支護(hù)，巷道變形后采用U型鋼支架支護(hù)。由于該上山維護(hù)困難，動(dòng)壓影響下U型鋼支架大多扭曲、開(kāi)裂，為改善支護(hù)狀況將U型鋼型號(hào)由U29進(jìn)步至U36，但支護(hù)狀況并沒(méi)有明顯改觀，部分巷道擴(kuò)修后幫部補(bǔ)打錨桿。由于巷道圍巖經(jīng)受屢次破壞后，圍巖內(nèi)構(gòu)造面極為發(fā)育，當(dāng)再次受到動(dòng)壓影響時(shí)，巷道變形仍然無(wú)法得到有效控制，造成巷道頂板下沉劇烈、兩幫嚴(yán)重內(nèi)移、

4、底臌強(qiáng)烈，巷道全斷面收縮，為了保證巷道正常使用，不得不經(jīng)常進(jìn)展刷幫、重新扶棚，并反復(fù)進(jìn)展臥底，這一惡性循環(huán)造成巷道維護(hù)特別困難。382軌道上山新型支護(hù)技術(shù)方案控制此類動(dòng)壓影響下巷道圍巖的強(qiáng)烈變形，不僅要求支護(hù)體應(yīng)具備較高的支護(hù)阻力，而且要求支護(hù)體具備高阻可縮特性。根據(jù)上述支護(hù)承載性能分析，結(jié)合軌道上山實(shí)際的圍巖條件和現(xiàn)有支護(hù)狀況，從保證巷道的長(zhǎng)期支護(hù)效果出發(fā)，提出技術(shù)上可行、平安上有保障、經(jīng)濟(jì)合理的高強(qiáng)穩(wěn)定型支護(hù)技術(shù)方案。3.1技術(shù)方案的核心：U36型鋼鋼絲網(wǎng)注漿耦合裝置3.1.1采用U型鋼壁后充填注漿，進(jìn)步支架的整體承載性能針對(duì)U型鋼棚壁后不均勻空隙，同時(shí)考慮到軌道上山圍巖裂隙非常發(fā)育的實(shí)際

5、情況，采用U型鋼壁后充填注漿術(shù)，一方面通過(guò)注漿將支架與圍巖耦合為一體，實(shí)現(xiàn)支架與圍巖共同承載；另一方面通過(guò)注漿加固圍巖，進(jìn)步圍巖體本身的穩(wěn)定性。3.1.2采用耦合裝置進(jìn)展構(gòu)造補(bǔ)償，保證支架構(gòu)造的穩(wěn)定性通過(guò)耦合裝置，托梁咬合U型鋼，對(duì)U型鋼支架進(jìn)展雙向限位，并將U型鋼支架與錨索耦合為一體，可以很好地解決支架的構(gòu)造穩(wěn)定性難題，變不穩(wěn)定支架構(gòu)造為穩(wěn)定支架構(gòu)造，進(jìn)步支架構(gòu)造本身的穩(wěn)定性。3.1.3新型錨索自鎖防滑錨具及其張拉裝置這是兩項(xiàng)實(shí)用新型專利技術(shù)，該技術(shù)的優(yōu)越性表達(dá)在兩個(gè)方面：在巖體軟弱錨索初次張拉不易張緊，或者施工初期錨索鎖具沒(méi)有張緊的情況下，可防止錨索承載后期錨具滑移問(wèn)題；在錨索施工初期不宜

6、張緊，而錨索承載后期又要防止錨具滑移的情況下，可以實(shí)現(xiàn)錨索錨具的定點(diǎn)鎖緊，既保護(hù)原有支護(hù)在支護(hù)初期不被人為破壞，又防止支護(hù)承載后期屈從破壞。3.2詳細(xì)技術(shù)措施如下：3.2.1改善U36型鋼支架的受力狀況，發(fā)揮支架的整體承載才能，采用以下技術(shù)措施：3.2.1.1采用雙槽形夾板上、下限位卡纜，改良后的卡纜需經(jīng)熱處理，進(jìn)步其剛度，進(jìn)步支架的整架承載性能。要求拱形支架的連接處用3付卡纜，2付雙槽夾板限位卡纜，一付普通夾板卡纜。3.2.1.2采用鋼絲網(wǎng)和拉條，進(jìn)步支架的護(hù)表性能，要求每隔300500用一根拉條。3.2.1.3采用壁后充填注漿，改善支架的受力狀況，使支架整體承載，并與圍巖形成統(tǒng)一的承載體系

7、。3.2.1.4在選擇支架時(shí)，根據(jù)現(xiàn)有情況，與三節(jié)半園拱形支架相比，四節(jié)半園拱形支架具有可縮性好、重量輕、容易運(yùn)輸?shù)膬?yōu)點(diǎn)，但同三節(jié)半園拱形支架相比，搭接頭多一個(gè)，因此支架失穩(wěn)機(jī)率較三節(jié)支架較大。在支架選擇上應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況合理選擇。3.2.1.5拱形支架的棚距為500，扎角8。3.2.2根據(jù)現(xiàn)有巷道的變形特征，幫部應(yīng)施工耦合裝置，對(duì)U36型鋼支架實(shí)現(xiàn)構(gòu)造補(bǔ)償，以進(jìn)步支架的整體承載才能。3.2.3注漿完畢，待漿液凝固后，施工耦合裝置按要求施工耦合裝置實(shí)現(xiàn)對(duì)U型鋼支架的構(gòu)造補(bǔ)償。錨索型號(hào)為17.86300，材質(zhì)為1860鋼絞線，幫錨索間排距10001500。為防止U型鋼支架因錨索側(cè)單側(cè)受力導(dǎo)致側(cè)翻，

8、兩排錨索之間采用高強(qiáng)樹(shù)脂錨桿進(jìn)展平衡補(bǔ)償。平衡補(bǔ)償錨桿直徑20，托梁孔直徑22。錨桿絲口需用滾絲機(jī)加工。每個(gè)錨桿孔使用2支Z2350樹(shù)脂錨固劑或一支K2335和兩支Z2335樹(shù)脂錨固劑，經(jīng)計(jì)算錨固長(zhǎng)度在1.4左右?？咨钜鬄?20020，并保證鉆孔角度。錨桿托盤(pán)采用厚度為10鼓形托盤(pán)，大小為120120，材質(zhì)為A3鋼加工。耦合裝置及錨索托梁構(gòu)造見(jiàn)圖2。為保證錨索托梁不因應(yīng)打孔而降低強(qiáng)度，應(yīng)在打孔位置兩側(cè)焊接828216的錳鋼16nSi，材質(zhì)與卡纜材質(zhì)一樣。3.4采用上述支護(hù)方案，有以下幾個(gè)問(wèn)題需要引起注意：3.4.1注漿材料可選用凝固后有一定強(qiáng)度，凝固時(shí)間較快的漿液；3.4.2注漿過(guò)程中應(yīng)加強(qiáng)

9、巡視，假設(shè)軌道上山有細(xì)微漏漿，可采用快凝水泥封堵，假設(shè)嚴(yán)重跑漏漿，要立即停頓注漿，并用快凝水泥封堵漏漿處，等漏漿封堵處快凝水泥凝固后，再進(jìn)展注漿。再次注漿時(shí)要求加5%的水玻璃，以加快漿液的凝固速度。3.4.3當(dāng)圍巖變形量指頂板下沉量或兩幫相對(duì)位移量大于100時(shí)，應(yīng)立即采用錨索進(jìn)展構(gòu)造補(bǔ)償；3.4.4應(yīng)加強(qiáng)該地質(zhì)條件下加固巷道的礦壓觀測(cè)，特別是對(duì)U型鋼棚、錨索以及錨注一體化技術(shù)等不同支護(hù)工作性能的監(jiān)測(cè)，以便為類似條件下的巷道加固提供技術(shù)保障；3.4.5施工前，應(yīng)進(jìn)展圍巖松動(dòng)圈范圍測(cè)試，并根據(jù)測(cè)試結(jié)果調(diào)整支護(hù)方案。3.5底板治理方案無(wú)高強(qiáng)控底措施是造成軌道上山巷道失穩(wěn)的主要原因之一?？紤]到巷道的長(zhǎng)期支護(hù)效果，需采取高強(qiáng)控底措施。根據(jù)軌道上山的實(shí)際條件，采用以下底板治理方案。采用錨索進(jìn)步底板承載構(gòu)造的穩(wěn)定性，并采用樹(shù)脂和膠泥結(jié)合錨固方式，進(jìn)步錨索對(duì)軟巖巷道底板的錨固效果，詳細(xì)支護(hù)措施如下：3.5.1采用底板錨梁網(wǎng)索支護(hù)時(shí)，需將巷道底板松散層剝離后打注漿錨桿，剝離深度到達(dá)設(shè)計(jì)底板標(biāo)高以下150。3.5.2安裝底板注漿錨桿，并對(duì)底板澆鑄50厚混凝土。3.5.3進(jìn)展底板注漿，待注漿過(guò)程完畢后打錨索孔，安裝底梁并施工底板錨索，底板錨索間排距15001500。3.5.4再對(duì)底板進(jìn)展二次澆鑄，二次澆鑄厚度為100混凝土，既到達(dá)底板設(shè)計(jì)標(biāo)高，同時(shí)將超出底板設(shè)