復(fù)合頂板松軟煤層巷道支護(hù)技術(shù)研究.pdf

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1、能源技術(shù)與管理2015年第4O卷第1期EnergyTechnologyandManagementV0i．4ONo．1doi：10．3969／j．issn．1672—99432015．O1．Ol1復(fù)含頂板耘軟煤層置道支護(hù)技市砥奔石永生，孫永康(煤科集團(tuán)沈陽研究院有限公司，遼寧沈陽110000)[摘要]復(fù)合頇板松軟煤巷圍巖變形速度快，巷道煤幫和肩角處圍巖以及頇板煤線容易首先破壞，是支護(hù)中的薄弱部分。針對復(fù)合頂板松軟煤巷圍巖的變形破壞規(guī)律，提出了薄弱部分加強(qiáng)支護(hù)、提高巷道圍巖的抗剪強(qiáng)度和承栽能力，應(yīng)用錨索補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)并施加較高的預(yù)緊力，使復(fù)合頂板形成組合梁結(jié)構(gòu)，控

2、制頇板變形和錨桿錨固區(qū)外離層。[關(guān)鍵詞]復(fù)合項(xiàng)板；松軟煤巷；變形破壞規(guī)律；支護(hù)技術(shù)[中圖分類號]TD353[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]B[文章編號]1672_9943(2015)01-0030-03后方5～10Ill位置便出現(xiàn)較大的變形，尤其是在遇0引言到地質(zhì)構(gòu)造及淋水情況時(shí)，加劇了頂板及兩幫的對于復(fù)合頂板松軟煤層巷道，巷道頂板存在變形和破壞，并使圍巖的變形持續(xù)的時(shí)間更長。著一層或幾層不可采的煤線或軟弱夾層，夾層的巷道圍巖的變形與巷道頂?shù)装鍘r性和兩幫煤厚度小、強(qiáng)度低，層間節(jié)理、裂隙較為發(fā)育，粘聚力體的強(qiáng)度有很大關(guān)系。復(fù)合頂板松軟煤層巷道中較小，為疊合梁結(jié)構(gòu)?，兩幫煤體

3、強(qiáng)度很小，裂隙頂板和兩幫強(qiáng)度低，掘進(jìn)工作面后方多處出現(xiàn)頂較為發(fā)育，容易受到擾動(dòng)影響而片落，是巷道支護(hù)板碎裂形成網(wǎng)兜和煤幫片落充填在金屬網(wǎng)和煤壁中的難點(diǎn)。小屯煤礦l6中O3工作面平均埋深260m，中間，使錨桿托盤不能緊貼圍巖，造成預(yù)緊力失所采煤層為龍?zhí)督M6煤，平均厚度為2．41113，煤效，尤其是巷道肩角處的煤幫碎裂最為嚴(yán)重，是巷層中含夾矸1~3層，厚度0．02～0．05m，夾矸多為道支護(hù)中的薄弱環(huán)節(jié)。泥巖，含星散狀黃鐵礦晶體和少量黃鐵礦，產(chǎn)植物1．2巷道圍巖變形破壞規(guī)律碎片滑石，煤層普氏系數(shù)為0．4—2．0，平均小于1．2．1薄弱部分變形破壞引起巷道整體

4、穩(wěn)定性下0．8，為松軟煤層。現(xiàn)以小屯煤礦16中O3工作面運(yùn)降輸巷為對象，對復(fù)合頂板松軟煤層巷道的破壞機(jī)復(fù)合頂板松軟煤巷兩幫和肩角的巖體強(qiáng)度較理及控制技術(shù)進(jìn)行研究。小，會(huì)首先產(chǎn)生裂隙，然后逐漸發(fā)育，在兩幫形成豎向裂隙，在頂板形成弧形裂隙，造成頂板的碎1復(fù)合頂板松軟煤層巷道圍巖變形破壞裂、冒落和煤壁的片幫。規(guī)律從圖1可以看到，l603工作面運(yùn)輸巷復(fù)合1，1巷道圍巖變形破壞特征頂板存在3層強(qiáng)度很小的煤線，在煤線中混合分小屯煤礦1603工作面運(yùn)輸巷為復(fù)合頂板布著2層強(qiáng)度稍大的夾矸，直接頂上方是厚度和松軟煤層巷道，巷道圍巖巖性如圖1所示。掘進(jìn)過強(qiáng)度均較大的泥質(zhì)粉砂

5、巖的基本頂。復(fù)合頂板在程中，巷道圍巖變形速度較快，在巷道掘進(jìn)工作面垂直應(yīng)力作用下，很容易發(fā)生厚度和強(qiáng)度均較大的上巖層撓曲變形較小，而厚度和強(qiáng)度均較小的／2／．09的泥質(zhì)粉砂巖老麗10．22m的6【煤I分層下巖層撓曲變形較大口]，發(fā)生離層。／0．2213"1的6煤_臾矸巖層懸空跨度達(dá)到極限垮距時(shí)巖層內(nèi)的最大l0．20m的6I．煤巾分層拉應(yīng)力達(dá)到巖石的抗拉強(qiáng)度，巖層受拉破壞而發(fā)0．68m的6}煤夾矸生斷裂。發(fā)生斷裂的巖層將自身的重量增加到下26mr#J6下分0．90m的泥巖方離層區(qū)域的巖層上E3]，下方巖層受到上方垂直＼壓力的逐漸增加和自身彎曲變形所產(chǎn)生的拉

6、應(yīng)力＼1．42nl的泥巖＼的影響，又受到頂板弧形裂隙發(fā)育的影響，到達(dá)一2．41m的泥質(zhì)粉砂巖老底圖1小屯煤礦1603工作面運(yùn)輸巷頂?shù)装鍘r性定限度時(shí)下方巖層便遭到破壞，斷裂后的巖塊不能源技術(shù)與管理2015年第40卷第1期32EnergyTechnologyandManagementV01．40No．1143mm，支護(hù)效果較好。(2)針對復(fù)合頂板松軟煤巷圍巖的特性和破1508008008008001800壞機(jī)理，提出了薄弱部分加強(qiáng)支護(hù)控制巷道圍巖111t50135t)；1606；1'3501'：鋪索i(i)l7．8×7o㈤變形、提高錨固區(qū)圍巖的抗剪強(qiáng)度、增加

7、圍巖的支承能力，阻止頂板和兩幫的變形循環(huán)影響，減小巷道變形；提出了通過錨索補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)并施加較高的預(yù)緊力，使復(fù)合頂板形成一個(gè)整體的組合梁結(jié)構(gòu)，控制頂板變形和錨桿錨固區(qū)外離層。(3)現(xiàn)場應(yīng)用效果顯示，薄弱部分加強(qiáng)支護(hù)和錨索補(bǔ)強(qiáng)控制頂板變形及錨桿錨固區(qū)外離層技術(shù)，能夠很好地控制復(fù)合頂板松軟煤巷圍巖的變形和復(fù)合頂板的離層，效果較好。—㈠un¨_J●●u門二]

8、[參考文獻(xiàn)]●●—U—nj●●[1]柏建彪，侯朝炯．復(fù)合頂板極軟煤層巷道錨桿支護(hù)技●●術(shù)研究[J]．巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2001，20(1)：54．●●●[2]趙國棟．巨厚復(fù)合頂煤大斷面煤巷同巖控制技術(shù)研●●

9、究[D]．北京：中國礦業(yè)大學(xué)(北京)，2011：15—21[3]黨林航．王村斜井