沿空留巷技術(shù)應(yīng)用研究

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1、沿空留巷技術(shù)應(yīng)用研究：結(jié)合某煤礦12209瓦斯尾巷的地質(zhì)特征和圍巖特性，基于沿空巷道受力特征、變形機(jī)理、影響因素分析和研究，認(rèn)為沿空巷道受采動(dòng)影響后，復(fù)合層狀頂板較破碎，易產(chǎn)生離層、回轉(zhuǎn)、滑落和失穩(wěn)破壞?，F(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)了錨X索注支護(hù)技術(shù)，試驗(yàn)結(jié)果表明，采用錨注支護(hù)技術(shù)的效果較理想，經(jīng)濟(jì)效益好?！　￡P(guān)鍵詞：沿空留巷；尾巷；錨注支護(hù)；破碎頂板　　：TD26：B：1009-916（2011）014（C）-0221-02　　　　引言：某礦為新建的現(xiàn)代化礦井，設(shè)計(jì)生產(chǎn)原煤300萬t/a，井田內(nèi)地質(zhì)條件復(fù)雜，給采掘帶來了極大的影響。工作面12209尾巷約為2000m，主要巖層為灰黑色泥巖、灰白色細(xì)砂巖

2、及砂巖泥巖，煤巖層整體呈單斜構(gòu)造，傾向南東，平均傾角1—10°。頂板壓力較大，頂板破碎，滾幫現(xiàn)象較嚴(yán)重，給支護(hù)帶來一定的困難。瓦斯尾巷屬于沿空留巷，沿空巷道圍巖處于非對(duì)稱應(yīng)力狀態(tài)，易使層狀頂板產(chǎn)生橫向錯(cuò)動(dòng)變形。經(jīng)調(diào)查、分析表明，沿空巷道頂板的變形主要是由于非對(duì)稱的水平應(yīng)力和老頂回轉(zhuǎn)產(chǎn)生的剪切力引起的，破壞主要是扭曲變形和頂角壓應(yīng)力集中引起的。本文采用有利于形成剛性頂板或形成承壓拱高強(qiáng)度錨桿支護(hù)[1]，結(jié)合能有效降低頂角和底角應(yīng)力集中的預(yù)應(yīng)力錨索，以及提高破碎圍巖整體承載能力的注漿聯(lián)合支護(hù)方式，以修復(fù)困難條件下的瓦斯尾巷，保證該礦生產(chǎn)正常接續(xù)?！　∫弧⒀乜障锏雷冃翁卣鳌　。ㄒ唬┭乜障锏?/p>

3、層狀頂板的變形分析　　1、老頂巖塊的回轉(zhuǎn)導(dǎo)致巖層沿層理發(fā)生橫向錯(cuò)動(dòng)，同時(shí)造成沿空側(cè)煤壁的壓縮?！　?、由于老頂巖塊回轉(zhuǎn)對(duì)沿空煤壁的壓縮作用，巷道頂板下沉量沿頂板徑向逐漸增大，在沿空煤壁側(cè)達(dá)到最大值?！　?、巷道直接頂巖層錯(cuò)動(dòng)是由老頂回轉(zhuǎn)引起的，因此巖層錯(cuò)動(dòng)首先是從頂板內(nèi)部開始的，錯(cuò)動(dòng)位移隨巖層與頂板表面的距離的增加而增大[2]。但是由于老頂回轉(zhuǎn)對(duì)直接頂?shù)挠绊戄^為復(fù)雜，造成直接頂各巖層間的相對(duì)錯(cuò)動(dòng)變形變化較大，與頂板表面距離無明顯的變化關(guān)系。　?。ǘ┭乜障锏雷冃翁卣骷坝绊懸蛩亍　⊥ㄟ^諸多沿空巷道的現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)發(fā)現(xiàn)，主要有以下變形和破壞特征：頂板下沉，離層現(xiàn)象嚴(yán)重；底角和頂角出現(xiàn)明顯內(nèi)擠收

4、斂；底板出現(xiàn)明顯底鼓；部分錨桿托盤受力過大，被拉轉(zhuǎn)反向；經(jīng)常聽到頂板有沉悶的巖層斷裂聲?！　±享敿爸苯禹攷r層的破斷位置、煤柱尺寸、煤柱力學(xué)性質(zhì)等對(duì)頂板的錯(cuò)動(dòng)變形及下沉量均有影響，參數(shù)的確定應(yīng)根據(jù)巷道圍巖的力學(xué)性質(zhì)、幾何特性、開采厚度、層理面的力學(xué)性質(zhì)、破斷巖塊長度以及采空區(qū)充填狀況等因素，同時(shí)要考慮巷道圍巖變形的非對(duì)稱特征?！　‘?dāng)巖層較堅(jiān)硬且層間錯(cuò)動(dòng)力較強(qiáng)，層間錯(cuò)動(dòng)時(shí)錨桿被剪斷。此時(shí)錨桿失去效應(yīng)，錨固結(jié)構(gòu)完全失效，巷道頂板的整體性完全破壞，錨固體由原來的組合梁變?yōu)榀B合梁，頂板巖層的抗拉、抗彎能力大幅度減小。圍巖極不穩(wěn)定，容易造成頂板事故。出現(xiàn)破壞失穩(wěn)現(xiàn)象的主要原因是：對(duì)巷道應(yīng)力估計(jì)不

5、足，支護(hù)參數(shù)選擇不合理；部分支護(hù)構(gòu)件選擇不合理；沒有加強(qiáng)對(duì)關(guān)鍵部位的支護(hù)和對(duì)底鼓的控制。　　二、支護(hù)對(duì)策設(shè)計(jì)　　12209尾巷屬于層狀復(fù)合破碎頂板，受到采動(dòng)影響后，具有冒落、錯(cuò)動(dòng)、失穩(wěn)危險(xiǎn)，對(duì)于這種頂板很有必要采用錨X索注聯(lián)合支護(hù)[3]，并加強(qiáng)控制底鼓。所以，本巷道采用高強(qiáng)錨桿中空注漿錨桿錨索注漿材料金屬X的支護(hù)方式?！　∶簩雍蛙泿r采動(dòng)巷道的可錨性差是造成錨桿錨固力低和失效的重要原因。利用錨桿兼做注漿管，實(shí)現(xiàn)“錨注一體化”是解決這一難題的一條新的途徑。對(duì)于節(jié)理裂隙發(fā)育的煤層和巖體，注漿可改變圍巖的松散結(jié)構(gòu)，提高粘結(jié)力和內(nèi)摩擦角，為錨桿提供可靠的著力基礎(chǔ)，使錨桿對(duì)松碎圍巖的錨固作用得以

6、發(fā)揮。因此，采取錨桿與注漿結(jié)合的方法，可以提高錨固效果?！　。ㄒ唬┲ёo(hù)參數(shù)　　1、高強(qiáng)錨桿：頂板Φ=20mm，L=2400mm；兩幫Φ=20mm，L=2000mm；樹脂藥卷（K2335）長度L=350mm；兩幫錨固力大于80kN，頂板錨固力不低于100kN；間距為800mm；錨桿托盤尺寸150mm×150mm，厚度不小于10mm?！　?、中空注漿錨桿：規(guī)格Pa，螺紋方向左旋，齒高115mm，螺距1217mm，長度215mm?！　?、金屬X：采用Ф6mm鋼筋焊接，規(guī)格為1500mm×800mm，X孔50mm×50mm，壓茬100mm。　　4、錨索：Φ=15mm，L=6000mm，錨固力

7、不低于150kN?！　?2209尾巷支護(hù)斷面見圖1。　　　　　　圖112209尾巷支護(hù)斷面圖　?。ǘ┳{材料　　注漿材料種類很多，有水泥漿材、超細(xì)水泥漿、硅酸鹽漿材、高水材料、改性環(huán)氧樹脂漿材、學(xué)漿材、水泥水玻璃漿材等。水泥水玻璃漿材具取材廣、價(jià)格低廉、可單雙液注漿和凝結(jié)時(shí)間可性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，能適應(yīng)巷道圍巖淺部注漿和深部注的要求。在該注漿材料中，以水泥為注漿主料，玻璃作為速凝劑，調(diào)節(jié)漿液凝結(jié)時(shí)間。為掌握漿凝結(jié)時(shí)間及凝結(jié)后的強(qiáng)度，采用普通425號(hào)水泥模數(shù)3