高应力巷道.docx

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1、 高应力巷道 摘要：介绍大兴煤矿在分层掘进下分层巷道掘进通过应力集中区的支护阅历，对类似应力集中区巷道支护具有很好的参考和借鉴意义。 关键词：下分层； 应力集中区；支护；围岩限制： Summary: Introduced in the hierarchy under the heading hierarchy of Daxing coal mine roadway excavation through the stress concentration area support experience, similar to the stress concentration area roadwa

2、y with good references and significance. Keywords: slice; stress concentration area ; support ；surrounding rock control 中图分类号：TD263 文献标识码：A文章编号： 概况 大兴煤矿主采煤层为二叠系山西组3煤，厚3.8m，该煤层为“三软”煤层，顶板和底板均为泥岩，厚度0.41.44 m左右，上分层采纳高档普采，下分层采纳炮采，上分层采高2.0m，下分层采高1.8m。在上分层开采过程中，由于断层等因素工作面内局部留设煤柱。由于煤柱四周上分层已经回采，煤柱成为上分层采空区内的孤

3、岛，形成应力集中区，下分层开采时，下分层顺槽巷道同时受煤柱集中应力和采动残余压力影响，其压力叠加后，一般是原岩应力的810倍。下分层掘进巷道通过上分层煤柱应力集中区时，由于地压大，围岩较破裂，致使巷道变形严峻，钢棚变形、棚腿被挤出，甚至导致顶板冒落。 2原支护方式及存在问题 原掘进工作面在通过应力集中区采纳梯形钢棚支护。11工字钢棚的棚梁开口为2.1m，腿长2.4m，棚距1.0m，棚腿扎角200mm/m。顶部用6块木枇背顶，两帮各用4块木枇，顶帮协作竹笆背帮。巷道净高2.0m、净宽2.9m，净断面积5.0m2；毛断面高2.4m、宽3.2m、断面积6.48m2。 采纳钢棚支护后，由于地压大，支架

4、的支撑力不足以与之相抗衡，巷道变形严峻，不能够满意通风、行人、管线敷设和运输的须要，影响了平安生产，巷道修理维护工作量大。巷道在服务年限内一般要重复修理34次，甚至前掘后修，造成人工和材料奢侈，生产成本上升。 3支护对策及其实施 3 1应力集中区围岩变形特点与支护要求 巷道围岩变形区域分为松动区和压力区。巷道围岩表层是松动区，两帮来压较大。而压力区是传递顶板及两帮压力的区域，支架挤压变形的压力来自于此。特殊是深部矿压较大时，要靠支架支撑而不使围岩变形是不行能的，只能用柔性较好的结构支护，刚好限制表层松动区使岩体不脱落。 软岩巷道掘出后围岩压力集中使围岩强度降低，并渐渐使巷道两帮围岩表层松动区裂

5、开，导致裂开带向围岩深部发展，使松动区围岩先失去自承实力，直到冒落片帮，加大了松动区的范围。因此要求刚好对围岩实施支护，防止松动区扩大，即掘进施工中支护要紧跟迎头，要刚好护顶、护帮。 软岩（泥岩）巷道围岩具有膨胀性，特殊是深部矿压通过巷道两帮传递究竟板，使巷道底板变形鼓起。因此还要刚好卧底，保持巷道的有效断面。 3 2 支护改革方案 由上述状况分析，选择的支护方式要能满意上述要求，为此确定巷道断面为拱形，采纳U29型钢可缩支架架棚喷浆联合支护方式。顶、帮采纳木枇、菱形铁丝网护顶帮以削减松动区的裂开和延展，进而限制压力区的发展和围岩变形。U29型钢棚支护使整个支护结构既有较高的强度，又有较大的缓

6、压空间。能够加固允许围岩发生肯定的变形，减小应力集中；支架再对围岩加强支护，限制围岩变形。 33详细实施 32022工作面的走向长449.18m，倾斜长149.66m，顺槽巷道32022材料道内错3m和32022运输巷在3202运输巷正下方施工。上分层工作面于1年前回采完毕，巷道顶板为敷设二分层金属网假顶、底板为泥岩，裂隙发育，遇水膨胀。该工作面西部的2204、3204、32042工作面4年前回采完毕，东部及南部为长度101 m井田爱护煤柱。工作面应力集中区为：32022材料道和32022运输巷上分层停采线内的爱护煤柱长度分别为55 m和78 m和工作面内H=5.0 m、走向NE60 倾角45

7、的东升西降正断层。因此应力集中区顶板破裂，压力显现较其他地方剧烈。 3.3.1加大巷道断面，满意生产须要 巷道原设计断面小，变形后不能满意生产须要。因此将采纳U29型钢棚支护宽由2.9m改为3.6m，高由2 m改为2.9 m，将净断面积扩大至10.51m2，以保证巷道变形后仍能满意平安生产须要。 3.3.2改进支护技术，削减巷道变形 针对巷道因受侧压大而造成棚腿挤出这一状况，在棚腿底部焊垫板，规格为长300mmX宽300mmX厚50mm，在上部两侧焊挡板，棚距由1m改为0.8m，顶部和两帮改为用木枇协作菱形铁丝网背顶护帮支护。木枇规格为（长X宽X厚）1010mmX101mmX50mm,木枇间距

8、400 mm且匀称布置。菱形铁丝网采纳8#的铁丝制作，网的规格为长X宽（1500 mmX 1200 mm），网格规格长X宽（101 mmX 101 mm），要求菱形铁丝网在里，木枇在外，网与网间搭茬不小于101 mm，并用12#双股铁丝进行连接，连接间距不大于200 mm。对工作面进行喷浆，喷浆质量要求顶帮喷严封实，致密，喷浆后能使围岩能刚好得到限制，增加围岩的整体性和稳定性，削减了巷道变形。经现场检测，两帮移近量每月由原来的8mm削减至0.5mm，有效地限制了巷道的变形。 U29拱形棚钢棚维护巷道效果明显，巷道破坏较严峻的地段大多为工字钢棚，所以在下分层巷道支护中选择U29拱形棚支架是比较合

9、理的。拱形棚支架在支护中存在的支架变形、卡缆绷断等现象，大多是因为支架受力不均引起的，是支护质量问题。提高支护质量应重点解决好以下问题：一是搞好巷道成型，巷道成型好坏干脆影响支护质量和巷道矿压显现的强弱。二是提高支架的初撑力，巷道矿压显现剧烈、压力大、巷道变形严峻时，对巷道进行刚好支护，给巷道围岩肯定的初撑力，可以阻挡围岩的进一步下沉、破裂。三是背帮接顶应严实，保证背帮接顶材料紧密接触巷道围岩，使巷道干脆与围岩成面接触，受力匀称。四是进行巷道支护质量监测。 3.3.3加强爆破管理，合理调整爆破参数。 针对应力集中区内矿压显现明显、围岩破裂，在爆破期间加强顶板管理，防止爆破时出现冒顶。加强爆破前

10、后顶板支护，爆破前加固爆破地点10m范围内的支架，特殊是爆破10m范围的金属拉杆。爆破后运用好前探支架刚好前移至迎头。因顶板为敷设金属网假顶，必需合理调整爆破参数，掏槽眼和周边眼之间的距离，特殊是顶眼距假顶的距离。 4 .施工的几点体会 由于施工中围岩压力大，巷道易片帮，若支护不刚好简单造成巷道变形成型差，因此喷浆工作刚好必需紧跟迎头，架棚质量达到规定要求。 只有喷浆工作紧跟迎头，对围岩进行封闭才能保证围岩得不到风化膨胀两帮煤壁挤压力才作用不到棚腿上，钢棚变形量就小。因此迎头钻炮眼时，要驾驭好两帮的炮眼角度，以保证两帮成型好并使棚架安装完毕后架棚符合质量规定要求。 必需常常检查巷道的支护状况，

11、发觉有煤壁挤压棚腿的现象时要刚好开帮卸压并进行喷浆，防止钢棚受力变形。 由于巷道施工前围岩已经破裂，施工中要逐架掘进支护，缩小棚距，放炮后刚好移支前探支架，并加实背牢顶板，防止顶板冒落。 为防止因顶板压力作用而导致棚梁变形和歪斜，在每架棚梁接口支设木质撑杆及棚腿中部运用防倒金属拉杆，以增加钢棚的整体性和稳定性。 5.技术经济效益比较 通过对下分层巷道在过应力集中区改革支护方式的实施，解决了下分层应力集中区巷道支护带来的困难，有效的限制了顶板冒落和片帮，削减了巷道的修理量，确保了掘进平安生产，节约了成本，取得了显著的技术经济效益。 参考文献: 1李德忠, 夏新川, 韩家根, 等. 深部矿井开采技术M . 徐州: 中国矿业高校出版社, 2022. 2袁和生. 煤矿巷道锚杆支护技术M . 北京: 煤炭工业出版19101. 3钱鸣高, 石平五. 矿山压力与岩层限制M . 徐州: 中国矿业高校出版社, 2003. 4岑传鸿. 顶板灾难防治。 徐州: 中国矿业高校出版社，11014. 5陈学伟，金泰等。 鲍店矿综放面沿空巷道矿压限制. 第7页 共7页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页