B060201 高应力区回采巷道的联合支护
巷道过高应力区支护技术研究与应用
巷道过高应力区支护技术研究与应用摘要：基于矿井掘进工作面施工过程中受断层等地质构造影响，普通的锚网和架棚支护强度不能满足要求，造成巷道顶板下沉、帮部变形、底鼓等发生，提出巷道过高应力区支护技术，并应用于生产实践，验证了过高应力区良好支护效果。
关键词：断层；高应力；锚架联合支护；安全高效0引言在矿井掘进活动中，经常遇到褶曲、断层等地质构造，巷道会出现应力集中区，巷道出现顶板下沉、巷帮变形、底鼓等。
神源煤化工在遇构造影响时，矿压显现尤为明显，3208工作面、3410工作面、3109工作面等两巷掘进准备过程中均出现以上现象。
采取缩小锚杆（索）间排距、改架U型棚等措施效果甚微，采用全断面“锚网+架棚”施工时，支护效果好但支护环节繁琐，影响高效掘进。
本文以神源煤化工3106机巷为引，对巷道受断层影响过高应力去支护技术进行研究，并实践应用，保证巷道安全高效掘进。
1工作面概况3106工作面东临3108工作面（未采），南到东翼三条大巷，西临3104工作面（未采），北到邹庄煤矿与钱营孜矿边界。
工作面为32煤，层煤厚1.41m～3.08m，平均2.64m，煤层结构较简单，局部夹一层或两层碳质泥岩，夹矸厚度约为0.1～0.2m。
老顶为粉细砂岩，厚度3.06～4.64m，白灰色，细砂质结构，致密块状，层里发育；直接顶为粉砂质泥岩和煤线，厚度4.28～15.9m，以泥岩和砂质泥岩为主，含1至3层煤线，局部夹薄层细砂岩；直接底为泥岩和煤线，厚度1.65～8.48m，浅灰色～灰色，夹粉砂,较破碎,含大量植物根茎化石，局部岩石较破碎；老底为细砂岩，厚度 1.06～3.76m，灰白色，细砂质结构，中厚层状，石英、长石为主，分选差，斜裂隙发育。
3106机巷走向长1455m，巷道净宽×净高=4800×3200mm，采用锚带网索支护，综掘施工、皮带机运输、单轨吊辅助运输，巷道自2021年7月开始施工，至今已施工435m。
联合支护技术在高应力巷道支护中的应用实践
联合支护技术在高应 力巷道支护 中的应用实践
张 立 全
（ 淮南矿业集 团新庄孜煤矿 。安徽 淮南 ２ ３ ２ ０ ７ ２）
【 摘 要】 研 究高地应 力软 岩环境下巷道科学的支护方式是保 证矿井采掘深部煤层 的关键 。在过 断层破碎 带巷 道支护时 ，早期采 用砌碹、刚性金属支架 、“ 支架＋ 喷浆”等被动 支护方式 ，效果往往 不理想 ，某煤矿胶 带大巷 采用 “ 锚 网索喷注”主动 支护技术 ，取得
了较 好 的 效 果 。
【 关键词 】高应 力巷道 ；支护 ；锚 网喷
前言
随着 煤矿 开采深度 的不断增加 ， 井下巷道 将处于更 高的地应力 环境 中， 尤其在地 质构造活动 强烈的地 区， 残余构造应 力比较大， 岩 石 的力学性质也 发生了变化， 结果给煤矿巷 道支护及稳 定性带来 了 很大 的难度， 从而 成为制约煤矿 企业 向深部开采 的瓶颈 。因此， 研 究 高地应力软岩环 境下 巷道科学的支护方式是保证矿井采掘深部煤层 的关键 。在过 断层破 碎带巷道支护时 ，早期采用砌碹 、刚性金 属支 架 、“ 支架＋ 喷浆 ”等被动支护方式 ，效果往往不理想 ，为此尝试 变 被 动支护 为主动 支护 ，某煤矿４ 采 区胶带 大巷采 用 “ 锚 网索喷注 ”主 动支护技 术，取 得了较 好的效 果。下 面对该 技术进 行介绍 。
１ 工 程 概 况
图１ ４ 采区胶带大巷永久支护示意
４ 采区胶带大巷长１ ８ ７ ４ ｍ ，标 高为－ ７ ５ ２ ． ３ ５ ￣－ ７ ５ ８ ． ５ ５ ｍ ，北通东 翼胶带大巷， 左 邻４ 采区轨道大巷，右邻４ 采区回风大巷。４ 采区胶带 大巷采用钻爆施工法掘进， 施工 范围内地质构造复杂 ， 断层较发育 。 根据三维地震资料 ，施工过程 中将揭 露１ Ｏ 条 正断层，对掘进施工中 影响较大 的有５ 条，受大断层影响会导致巷道近煤层或揭穿煤施工 。 施工范围 内煤层赋存较稳定，煤层厚１ ． ５ ５ ～３ ． １ ４ ｍ ，平均厚２ ． ７ ｍ ， 煤层含１ ～３ 层夹矸 。巷道施工 过程 中岩性以泥岩为主 ，局部砂岩 ， 煤岩层倾 向为南 东，倾角７ 。～１ ６ 。。４ 采区胶带大巷施工范围 内水 文地质条件属 中等偏复杂类型 ，主要充水水源为３ 煤下 （ Ｋ ） 砂岩裂隙 水 ，此层段裂 隙发育 不均 ，局 部裂 隙较发育，总体上属富水性弱至 中等 的含水层 。在此 段巷道施 工过程中，受构造及裂隙发育地段滴 水和淋水 ，对巷道施工有一定 的影响 。 ２ 支护设计 该矿４ 采 区胶 带大巷 设计采用锚 网喷支护形式 ， 断面 形状 为半圆 拱形， 断面规格为净宽 ×净高＝ ４ ６ ０ ０砌 ×３ ５ ０ ０砌 ， 净断面积为ｌ ３ ． ８ ３ ｍ 。巷道采用钻爆施 工法掘进 ，实施光面 爆破 。挖掘时必须进 行超 前护顶 ，采用锚 网喷临时支护 ，当挖 够１ 排锚杆 距离后 ，再进行 永久
深部复杂地质条件下回采巷道联合支护技术应用
深部复杂地质条件下回采巷道联合支护技术的应用【摘要】阐述了夹河煤矿深部开采复杂地质条件下回采巷道锚网、索联合支护技术的应用，简要介绍了相关支护参数选择，分析了回采巷道矿压观测情况，提出了建议和取得的效果。
【关键词】深部复杂条件回采巷道联合支护1 地质概况夹河煤矿于1969年正式投产，年设计生产能力45万吨，核定年生产能力50万吨。
经过技术改造，现年生产能力均在120万吨以上。
夹河煤矿位于江苏省徐州市西郊15km，目前主要可采煤层为2、7、9层煤，其上部煤层开采已基本结束，开采深度现已达1000m 左右，属于深部开采。
该矿地质构造复杂，断层数目较多，且顶板破碎，三下压煤较多，吨煤成本偏高，在250元以上。
采区位于-800西一。
（1）工作面位置及井上下关：2445工作面位于徐州市铜山区大丁场村东北，前崔店以西， -1010西一二层回风道以东，东到夹张边界，上部为2443采空区，下部为未开拓区域。
（2）顶板类别：根据《缓倾斜煤层工作面顶板分类》方案，结合徐矿集团公司《顶板管理实施细则》及矿压资料，确定该面顶板定为ⅱ级2类顶板。
（3）工作面矿压分析：1）直接顶初次垮落步距为4～8m。
2）基本顶初次垮落步距为15～20m，周期来压步距为8～10m。
3）顶板来压强度为：164.93～275.67kn/m2。
4）底板比压值为20.32mpa。
2 支护参数的确定根据2445工作面矿压资料，对工作面两道支护强度提出较高要求，结合2445工作面综合柱状图分析可知，在工作面8倍采高即16m（按采高2m计算）范围内自下而上的岩性及厚度依次为：0.1～0.6m厚的泥岩，4.07m厚的砂质泥岩，0.41m厚的煤，0.19m厚的泥岩，0.35m厚的煤，1.57m厚的泥岩，0.89m厚的煤，5.47m厚的砂质泥岩，0.36m厚的煤，7.46厚的细砂岩。
因此可将该面两道巷道顶板视为“软、中硬、软、硬”类型。
加之上部是2443工作面采空区，巷道压力之大可想而知。
深井高应力软岩回采巷道支护对策分析
深井高应力软岩回采巷道支护对策分析深井高应力软岩回采巷道支护对策分析[摘要]本文通过对一般回采巷道支护效果的分析与研究，对现今高应力软岩回采巷道支护方式中存在的缺乏之处进行了总结，并就在低围岩状态下，高应力软岩回采巷道具有的特殊变形破坏性进一步的解析，针对回采巷道中存在的问题提出了有效的解决对策。
中图分类号：TE245 文献标识码：A 文章编号：1009-914X40-0178-01随着我国加大了对煤矿的的需求与开采，浅部煤矿资源正日渐枯竭，加之开采深度的愈大，地应力水平也就愈高，有一些在浅部低应力环境下呈硬岩特征的岩石，到了深部高应力的环境下那么就转换成为了难支护的软岩，成为高应力软岩类型。
虽说像德国、英国等产煤大国已经有了很多关于深部开采的经验，但是也都未对高应力软岩工程总结出有效的支护方式。
本文就对目前在高应力软岩回采巷道支护中的缺乏之处进行了分析，并提出相应的解决对策一.深井高应力软岩回采巷道支护存在的问题分析随着煤矿开采深度的增加，覆岩自重压力及构造应力也随之增大，普遍使用的锚杆支护或者是工字钢棚支护方式愈加难以控制，由于深井高应力围岩软化等都会引起变形或者是破坏的问题，主要表现在以下几个方面。
第一，使用工字钢棚支护时，在初期时支架对围岩形成的约束力不大，无法对其变形进行控制，造成较大的松动范围；在后期时支架更是难以承受围岩变形对其施加的压力，因此导致发生棚梁弯曲、下沉，支护失效，巷道断面减小等各种问题，影响到运输、通行的平安。
第二，如果使用常规的锚杆支护，它本身的围岩自承圈厚度就很小，通常来说只有600mm，无法与较大的围岩压力相抵抗。
第三，由于受到构造应力或者是高应力的极大影响，在巷道结构中比拟薄弱的地方会首先出现变形、围岩松动等情况，继而由于受到破坏形成破碎区，随着破碎区逐渐的开展会造成围岩自承圈受损。
当深井高应力软岩巷道使用的是常见的锚网支护时，它本身就对围岩外表没有较强的约束力，无法对围岩的局部破坏神之破碎区的逐渐开展进行遏制，因此导致围岩破坏。
大采深高应力回采巷道综合支护技术研究
锚索 ，抗拉强度为 ２４ Ｐ ，破坏荷载为 ３０ｋ 。 ３０ ａ Ｍ ８ Ｎ 中央锚索按伸人老顶 １ ．ｍ设计 ，如 图 ｌ ５ 所示 ，计 算得长度为 ７８ ． ｍ，故取锚索长度为 ８ 。每根 ８ ．ｍ ０ 锚索配树脂药卷 Ｋ２６ 一卷和 Ｚ２６ 两卷 ，并且 ０ ３ ０ ３ 配 １ ｍ厚钢 板托盘一 只 ，规格 为 ３０ｍ ６ ｍ ０ ｍ× ０ ３０
上 ，对该工作面运输巷进行 了锚 网索支护设计，通过矿压观测证明支护是成功 的，为黄沙矿深 部煤 巷 支护 提供 了重要参 考 。 关键 词 ：回采巷 道 ；岩 层结 构 ；支护 技术
中图分 类号 ：Ｔ ３３ Ｄ ５ 文献 标 识码 ：Ｂ 文章 编号 ：１０— ０ ３（０ ０ ０ —０ ０ ０ ７ １８ ２ １ ） ４ ０ １—２ １
和 试 验 室 实 验 ，煤 层 以上 ６ 间为 泥 质 粉 砂 岩 ， ．ｍ ０
板支护应 以锚索为主 ，这是巷道稳定 的关键。
２ 支护设计
根据黄沙矿回采运输和通风要求 ，运输巷需净 宽４ ．ｍ，净高 ３ ０ ． ｍ，考虑两帮总变形量 ４ ０ ｍ， ０ ０ ｍ 顶底板变形量 ２ ０ ｍ，则运输巷掘进断面跨度为 ０ ｍ ４ ．ｍ，中高 ３ 。 ４ ．ｍ ２ ２１ 顶板 锚 索支护 参数 ．
运 输巷 采用 岩层 结 构分 析 的方法 进 行支 护设 计 ，取 得 了 良好 的效果 。
该段岩层干燥 时的单轴抗压强度为 １２ Ｐ ， ６ ．Ｍ ａ ２ 岩 样 浸 水饱 和后 强 度 为 ９ ． Ｍ ａ ７ Ｐ ，软 化 系 数 为 ３
００ ． ，说 明该 中砂岩遇水后强度降低不大 ，是较为 ６ 稳定 的岩 层 。
浅谈不同应力作用下工作面回采巷道的支护设计
收稿日期:2020-11-23作者简介:薛 强(1989-),男,山西河曲人,助理工程师,从事煤矿开采工作。
doi:10.3969/j.issn.1005-2798.2021.02.027浅谈不同应力作用下工作面回采巷道的支护设计薛 强(山西潞安工程有限公司,山西长治 046031)摘 要:为了提高巷道掘进效率,降低巷道支护成本,本文以某矿15203工作面为例,以保证巷道围岩稳定为前提,在已有模拟研究和分析的基础上,对不同应力作用下的工作面回采巷道进行分段支护设计,并提出了相应的安全技术措施。
本文研究结果旨在为工作面的分段优化支护设计提供相应的理论支撑。
关键词:巷道;围岩稳定;分段支护;安全中图分类号:TD353 文献标识码:B 文章编号:1005-2798(2021)02-0082-03 为了提高巷道掘进速度,降低巷道支护成本,在确保巷道支护稳定、生产安全的前提下,根据煤层所赋地质条件、已有支护条件、巷道功能等对巷道支护进行分段优化设计,是目前巷道支护领域研究的一个重要课题。
根据本文所选研究对象,某矿15203工作面数值模拟结果分析,在煤柱宽度确定的情况下,影响巷道支护效果的因素主要为煤层埋深和地质构造应力。
其中,煤层埋深越大,巷道围岩变形越大,所需的巷道支护强度就越大;构造应力的侧压系数与巷道围岩的变形量呈正比,因此需加大该区域的支护强度。
1 工作面概况15203工作面位于某矿二采区东部,主采太原组15号煤层,煤层均厚4.4m,煤层倾角2~8°,工作面标高938~944m,对应地面标高1078~1181m,工作面煤层埋深100~300m。
工作面东西巷道沿煤层顶板掘进,根据相邻工作面采掘过程中地质构造揭露情况推测,在掘进过程中可能会揭露F18和F12断层延伸段,除此之外,工作面可能还存在其他陷落柱、小断层等隐伏地质构造以及其他异常情况。
根据已有资料论证及15203工作面数值模拟分析得出:①工作面留设煤柱宽度确定为15m;②决定以巷道埋深为基础对工作面进行分段支护设计,本文选择了埋深为100~200m、200~300m 两个巷道支护分段;③除此之外,在巷道掘进过程中可能遇见地质构造等异常情况,应当加强巷道支护强度或进行补强支护。
“三锚”联合支护技术在高构造应力区巷道支护中的应用
煤 炭 工 程
２０ ０ ６年 第 ７期
“ 锚 ’ 合 支护 技 术 在 高构 造 应 力 区巷 道 三 ’联 支 护 中 的应 用
王 辉 ， 高群 山
（ 顶 山煤 业 集 团公 司 第 四煤 矿 ，河 南 平 顶 山 平 ４７９ ） ６０ ３
２ ）强 烈 的 地质 构造 应 力 作 用 。 由 于 戊 九 采 区三 条 下 山
改 善 组 合 拱 （ ） 身 的 强 度 ，势 必 能 提 高 巷 道 的 稳 定 梁 本
性 和 支 护 效 果 。增 加 强 度 有 两 种 可 行 的 方 法 ：① 加 大 拱 的
厚 度 即增 加 锚 杆 的长 度 ；② 改 善 岩 体 本 身 的物 理 力 学 性 质 ， 增 加 岩 体 强 度 。 从 围 岩 注 浆 加 固机 理 可 知 ，通 过 注 浆 来 增 加 组 合 拱 （ ） 强 度 是 最 可 靠 有 效 的 。对 于 大 断 面 巷 道 。 梁 的 跨 中 弯 矩 较 大 ，特 别 容 易 造 成 拉 伸 破 坏 。 通 过 增 设 锚 索 、 减 小 跨 度 ，可 以 提 高 巷 道 的 稳 定 性 ，三 者 有 机 的 结 合 能 够 有 效 地 控 制高 构 造 应 力 破 碎 围 岩 巷道 的 变 形 和 破 坏 。 ２ ）关 键 部 位 加 强 支 护 。高 构 造 应力 区 巷 道 的两 个 顶 角 和两 个 底 角是 必须 采取 加 强 支 护 措 施 的 “ 关键 部 位 ” ，一 旦 该 部 位 支护 体 的强 度 、刚度 及可 缩 量 不 适 应 巷 道 围 岩 （ 其 尤
护 成本 ，减 和社 会效 益 。 关 键词 ：高构造 应 力 区；“ 三锚 “ 合 支护 ；巷道修 复 联
联合支护技术在高应力巷道支护中的应用实践
联合支护技术在高应力巷道支护中的应用实践【摘要】研究高地应力软岩环境下巷道科学的支护方式是保证矿井采掘深部煤层的关键。
在过断层破碎带巷道支护时，早期采用砌碹、刚性金属支架、“支架+喷浆”等被动支护方式，效果往往不理想，某煤矿胶带大巷采用“锚网索喷注”主动支护技术，取得了较好的效果。
【关键词】高应力巷道；支护；锚网喷前言随着煤矿开采深度的不断增加，井下巷道将处于更高的地应力环境中，尤其在地质构造活动强烈的地区，残余构造应力比较大，岩石的力学性质也发生了变化，结果给煤矿巷道支护及稳定性带来了很大的难度，从而成为制约煤矿企业向深部开采的瓶颈。
因此，研究高地应力软岩环境下巷道科学的支护方式是保证矿井采掘深部煤层的关键。
在过断层破碎带巷道支护时，早期采用砌碹、刚性金属支架、“支架+喷浆”等被动支护方式，效果往往不理想，为此尝试变被动支护为主动支护，某煤矿4采区胶带大巷采用“锚网索喷注”主动支护技术，取得了较好的效果。
下面对该技术进行介绍。
1 工程概况4采区胶带大巷长1874 m，标高为-752.35～-758.55 m，北通东翼胶带大巷，左邻4采区轨道大巷，右邻4采区回风大巷。
4采区胶带大巷采用钻爆施工法掘进，施工范围内地质构造复杂，断层较发育。
根据三维地震资料，施工过程中将揭露10条正断层，对掘进施工中影响较大的有5条，受大断层影响会导致巷道近煤层或揭穿煤施工。
施工范围内煤层赋存较稳定，煤层厚1.55～3.14 m，平均厚2.7 m，煤层含1～3层夹矸。
巷道施工过程中岩性以泥岩为主，局部砂岩，煤岩层倾向为南东，倾角7°～16°。
4采区胶带大巷施工范围内水文地质条件属中等偏复杂类型，主要充水水源为3煤下（K3）砂岩裂隙水，此层段裂隙发育不均，局部裂隙较发育，总体上属富水性弱至中等的含水层。
在此段巷道施工过程中，受构造及裂隙发育地段滴水和淋水，对巷道施工有一定的影响。
2 支护设计该矿4采区胶带大巷设计采用锚网喷支护形式，断面形状为半圆拱形，断面规格为净宽×净高=4600 mm×3500 mm，净断面积为13.83 m2。
联合支护在大断面、高矿压巷道支护中的应用 李兴伟
联合支护在大断面、高矿压巷道支护中的应用李兴伟发表时间：2017-11-24T11:54:11.140Z 来源：《电力设备》2017年第21期作者：李兴伟[导读] 摘要：以贵州盘江精煤股份有限公司火烧铺矿烂泥箐采区材料暗斜井为例，介绍了联合支护在大断面、高矿压巷道中的成功应用，不仅减少了巷道的变形量和巷道的维护成本，且确保了巷道在服务年限内的正常使用。
（贵州盘江精煤股份有限公司火烧铺矿贵州盘州市 553539）摘要：以贵州盘江精煤股份有限公司火烧铺矿烂泥箐采区材料暗斜井为例，介绍了联合支护在大断面、高矿压巷道中的成功应用，不仅减少了巷道的变形量和巷道的维护成本，且确保了巷道在服务年限内的正常使用。
关键词：大断面；联合支护；应用火烧铺矿是江南第一大煤炭企业贵州盘江精煤股份有限公司所属的一个大型矿井。
设计生产能力为240万吨/年，采用平硐、斜井开拓方式，现开采水平为+1400水平，矿井地质构造复杂，断层密度大，小褶曲较发育，属煤与瓦斯突出矿井。
烂泥箐采区材料暗斜井于2004年开始掘进，掘进时采用锚网（索）、喷浆支护，现巷道变形严重，2008年开始对材料暗斜井采用联合支护进行巷修，取得了较好的支护效果。
1地质及工程概况火铺矿烂泥箐采区材料暗斜井是为烂泥箐采区+1400水平辅助运输服务，满足整个烂泥箐采区排矸、运料、管线敷设的需要。
该巷道服务年限为30年，设计长度807m，下山倾角-16o，巷道井下标高+1660～ +1400。
巷道为半圆拱形断面，设计下宽4400mm，墙高1.6m。
巷道沿20#煤层掘进，上覆17#煤层（为突出煤层），层间距为13.6～45.5m，下伏21#煤层，层间距为0.6m～10.2m，20#煤层顶板为灰泥岩较软，f=3～4，底板为泥岩，f=4～6。
无大的断层和褶曲，小断层较发育，巷道通过范围内水文地质条件较为简单，无大的水患。
2巷道支护方案及现场施工2.1巷道支护方案该巷道掘进到位一年后，整条巷道变形严重，两帮内挤、顶板下沉、喷体开裂严重。
用联合支护技术修复高应力软岩破碎巷道
一
平硐矿 ２ ５采 区位 于矿 井 东翼 ， 东 翼 最后 一 为
喷 支护 ， 锚杆 采 用金 属锚 杆配 水 泥药 卷 ， 锚杆 长 度 为
１６Ｉ。巷道施 工不 到 １ 月 即发 生 严重 变 形 ， 岔 ． １ Ｉ 个 交
个 采 区 ， 区域 地质 构造 复 杂 ， 该 因无 法 找 到岩 性 比较 稳 定 的层 位 ， 大部 分 准 备 巷 道 布 置 在 五 煤 底 板 岩 层 中， 巷道 围岩 松软 破 碎 ， 力 大 。原设 计 采用 锚 、 、 压 网
点段 高 度 由 ２ ６ｍ变到 １８Ｉ， ． ． ｌ宽度 由 ７ｍ变 到 ５Ｉ， ｌ １ Ｉ
巷 道 顶 部 及 两 帮 严 重 开 裂 ； 场 、 门 段 净 高 由 车 石
３ ２ｎ变到 ２ ２ｍ， 宽 由 ４Ｉ 变到 ３ １Ｉ， 道 底鼓 ． ｌ ． 净 Ｉ Ｔ ． ｌ巷 ｌ 严重 ， 帮及 顶 部 也 严 重 开 裂 。严 重影 响 了巷 道 的 两 正常 掘进 ， 迫停 掘反 修 。巷道 变形 情况 见 图 １ 被 。
岩、 泥岩及五煤分支煤 ， 氏系数 厂 １ ４ 且裂 隙 普 为 ～ ， 发育， 岩石相当破碎 ， 围岩 自承能力差 ， 地应力也大。
在 自重 应力与 构造应 力 双重作 用下 ， 道压 力增 大 ， 巷
变形剧 烈 ． ．
２ 原 采 用 的 支护 方 式 不 可 靠 。该 巷 原 采 用 锚 ）
３ 产状 变化 大 ， ～７ｍ， 不稳 定 。
一
７ ８ｍ车场 、 门位于 五煤 底板 岩层 中 ， 石 为穿 层
巷道 。车 场 、 门段 设计 净 宽 ４ｍ， 高 ３ ２１， 面 石 净 ． １断 ／
积 ｌ ２甩 车道 交 岔 点设 计 净 宽 为 ２ ６～７ ｎ 的 变 ２ｒ ， ｎ ． ｌ
高应力破碎围岩回采巷道支护技术研究
２ ６ ． １
３ ５ ． ７
根 据巷道布置 ， 为方便工 作面 回采和节省工程 费用 ， 所 有顺槽和沿 的。 煤层 掘进的巷道 以及横贯 一般 均采用矩形断面 ； 井底 车场 、 过构造带和 １ ． 工 作 面 概 况 抬 头段等穿 层巷道 、 硐 室工程均 采用半 圆拱形断面 。巷道断 面以通风 高河煤矿 二采 区 １ ２ ０ ３ ２ １ 工作面 主采 ３ 号煤 层位 于山西组下 部 ， 夹 能力 或运输设 备外形 尺寸及安 全间距确定 ， 硐室工程 以设备外形 尺寸 安 全间距确定 。所有巷 道除局部 必要的部位 采用混凝土砌 碹 矸 ０～５ 层， 一般 １ ～２ 层， 厚 ０～１ ． ４ ５ ｍ， 一般 厚 ０ ． ２ ７ ｍ， 以距底 板约 １ ． ２ ｍ 及检 修 、 均为锚 喷、 锚 网喷 、 锚梁网喷或锚梁 网支 护 ， 必要时增加 左 右 的一层较 为稳定 ； 煤层 可采厚度 为 ５ ． １ ５～８ ． ４ ４ ｍ， 平 均厚 ６ ． ７ １ ｍ， 厚 和支架 支护外 ， 度较 为稳定 ， 结构简单 ， 煤层倾 角 ２ ～ ６ 。 ， 属近水平煤层 。煤层顶板为泥 锚索 ； 一 般硐室采用锚 喷支 护 ， 特殊的大型硐室采用钢 筋混凝 土或混凝 岩、 砂质泥 岩 、 粉砂 岩 ， 局部为砂 岩。底板 为黑色泥岩 、 砂质泥 岩 、 深灰 土砌碹 支护 。 ３ ． 巷道 断面设计 色粉砂 岩。矿井为高 瓦斯矿井 ， 煤尘具有爆炸危 险性 ， 煤层 为不易 自然 巷道 断面形状选择受地应力 大小及 方向 、 掘进工艺 、 巷道用途 和服 发火 的煤层 ， 矿井没有地温危害 ， ３ 号煤层水 文地质 条件 较为简单 ， 井田 的北 部 、 中部及南部局 部地段 由于受到基 岩风化带 和松散层含水 层等 务年 限以及巷 道的支护 材料和支护 方式等 因素制约 ， 根据 高河煤矿开 现有的支护状况 ， 可 以选 择矩 形断面和半 圆拱形断面 。对 于半 的影 响及 断层 、 陷落柱 的存在 ， 可 能导通 了含水层 间的水力联 系 ， 水文 采深 度 、 受力 条件较好 ， 但是设备 运输利用率较 低 ， 如果要 满 地质条件趋 于复杂 。根据 ３ 号煤 及其顶板 的物理力学性质 、 煤 层结构 、 圆拱 形断 面来说 ， 开采深 度等 自 然 因素对综 放开采 顶煤 冒放性影 响的综合 分析 ， 且３ 号 足大采高设备运输需要 ， 则巷道净断 面至少 为 ５ ０ ０ ０ ａｍ×４ ｒ ０ ０ ０ ｍｍ， 而对 煤层 顶煤 冒放性较好 ， 该煤层宜采用综采放顶煤开采 。 于矩 形 断面 来说 ， 巷道 运输 利 用 率较 高 ， 巷 道净 断 面设 计 为 ４ ５ ０ ０× ２ ． 煤 岩物理力学参数测定结果 ４ ０ ０ ０ ｍ ｍ即可 满足 大采高设 备 的运 输需要 。另外高 河煤矿 ３ 号煤层裂 设计 为半 圆拱 形时成形 困难 ， 填充 工程量及材料 消耗量较大 。 煤岩物 理力 学参数 的测 定结果 可 以为巷道 支护 设计 提供理 论依 隙发 育 ， 据， 笔者在 １ ２ ０ ３ ２ １ 工作面 回风巷取样进行试 验 ， 试验采用 Ｒ Ｍ Ｔ 一 １ ５ ０ Ｂ 煤 因此 ， 考虑 高河煤矿 开采深度 、 顶 板条件 以及 工程经验 ， 选 择矩形断 面 岩力 学试验系统进行测定 ， 测定结果见表 １ 。 最为合适 。 表 ２煤巷锚 杆基本 支护形式与支护参数 支护参数
巷道构造应力区顶板联合支护技术
收稿日期：2020-11-30 作者简介：杜玉军，1977年生，男，山西乡宁人，2014年毕业于中 国矿业大学采矿工程专业，工程师。
2 5211 巷顶板破碎机理
2.1 顶煤影响 5211 巷掘进煤层厚度为 5.2 m，巷道高度为 3.0 m，
巷道沿 11# 煤层底板平行掘进，预留顶煤厚度为 2.2 m， 而 11# 煤层稳定性差，煤层结构复杂，煤层内含多层夹 矸且多以泥岩为主，巷道掘进后顶煤稳定性极差，煤层 裂隙发育，在上覆岩层重力、巷道开挖应力和陷落柱构 造应力等集中应力的作用下，顶煤结构破坏严重，出现 严重的破碎现象[2]。 2.2 构造应力破坏作用
巷道在掘进遇断层、陷落柱、地堑等地质构造时， 受构造应力影响，巷道围岩应力显现明显，比如两帮 收缩、顶板下沉、底板鼓起以及顶板破碎冒落等，不 但降低了巷道围岩的稳定性，而且在应力区围岩采用 锚杆 （索） 支护时锚固效果差[1]，锚杆 （索） 支护无法 有效控制变形围岩。所以，当构造应力区巷道围岩出 现变形、破碎的情况后，必须合理分析破碎机理，并 根据实际生产情况采取合理有效的围岩控制措施。本 文以燕家河煤矿为例，对 5211 巷过陷落柱期间采取了 联合支护技术，以保证巷道安全快速过陷落柱应力区。
2021 年第 6 期 （总第 189 期）
2021 年 6 月
能源研究
巷道构造应力区顶板联合支护技术
杜玉军
（山西乡宁焦煤集团燕家河煤业有限公司，山西 乡宁 042100）
摘 要： 针对 5211 巷掘进期间过 X5 陷落柱时，受构造应力影响巷道掘进至 425 m 处时顶板出现破碎、肩角煤柱垮落等
B060201 高应力区回采巷道的联合支护
高应力区回采巷道的联合支护金志刚程绪友李智（大雁煤业公司生产技术部，内蒙古呼伦贝尔 021122）摘要介绍大雁矿区在高应力区综放回采巷道中应用锚杆、锚索联合支护技术的经验。
关键词高应力区回采巷道锚杆、锚索支护大雁煤业公司二矿现已采到二水平+250水平。
二水平30#2分层305区段综采工作面回采巷道没等圈完、移交就开始前掘后修，回采时边采边修，已严重影响到安全生产，是大雁煤业公司二矿巷道支护的一大难题。
因此研究与探索二矿高应力30#运输、回风巷的合理支护技术具有重要意义，为此进行了锚杆、锚索联合支护，有效地支撑围岩，防止它的变形破坏。
1 地质条件及围岩特征四采区305区段30#煤层为褐煤层，该煤层及围岩属于扎赉诺尔群大磨拐河组中部含煤岩段，煤的坚固性系数f值为1～3 。
30#煤层为特厚煤层，在该区域煤层的总体平均厚度为13.63m。
30#煤层直接顶为1.50m厚的泥岩、老顶为8.55m厚的中砂岩，其直接底板为0.75m 厚的砂质泥岩、老底为12.15m厚的含砾泥岩。
含砾泥岩固结性较好，砾径在0.5～2.0cm之间，砾石分选和磨圆程度很差，泥质胶结，松散易碎。
围岩特征如表1所列。
围岩抗压强度均小，具有松散软弱的特点，受风化后进一步软化。
表1 围岩特征415回风巷处于原岩地应力高应力区。
大雁矿区位于伊—霍断裂间断摺位点附近，在区域地质动力场的压扭作用下，在伊—霍断裂间断摺位点附近区域产生高应力。
同时它还处于海拉尔断裂和伊敏断裂尖灭点之间，在断裂尖断附近也往往产生高应力集中。
这两种高应力的叠加形成了大雁矿区高应力。
经过原岩地应力测定，回风巷最大主应力为11.9MPa、中间应力为5.49MPa、最小应力为4.63MPa，而250车场最大主应力为14.7MPa、中间应力为11.05MPa、最小应力为10.26MPa。
由此可见随着采煤深度的增加原岩地应力也越来越大,平均增加0.017MPa，此现象在30＃305区段明显地表现出来。
联合支护技术在采准巷道高应力极破碎围岩区域的治理应用
联合支护技术在采准巷道高应力极破碎围岩区域的治理应用红岭煤矿14轨道下山属于高应力大松动圈松软巷道,采用锚杆将破碎围岩锚固后,利用小孔径预应力锚索将锚固体悬吊在深部围岩中,同时采用锚注支护,注浆材料将破碎围岩重新粘结起来,改善围岩的物理力学性质,提高围岩的自承能力,使巷道处于稳定状态,获得了显著的技术经济效益。
标签：采准巷道高;应力变形;治理锚注;联合支护1 矿井概况红岭公司隶属于河南煤化集团永煤公司鑫龙煤业,于1970年8月动工兴建,1977年12月简易投产,设计生产能力15万吨/年。
1983年10月后历经多次改造,矿井设计生产能力为45万吨/年,2009年核定生产能力为60万吨/年。
井田位于安阳市西北38km处,南距水冶镇15km,北抵岳城水库。
地理坐标:36°14′16″-36°18′36″,东径114°05′38″-114°08′30″。
井田范围,西以FB58断层为界,北部与主焦煤矿相邻,南以F1断层为界,东以二1煤层-800底板等高线为界。
南北走向长3.7km,东西倾斜宽3km,面积11.1km2。
2 实验巷道概况红岭煤矿14采区走向长度1200-1400米,平均1300米,倾斜宽550-900米,平均725米,区内主采二1煤,煤厚2-5米,平均3.5米,倾角15-25°,直接顶大部分灰黑色砂质泥岩,厚度在1.5-2米,老顶为灰白色细砂岩,厚度在4-8米,平均6米,由于受构造应力及两侧采动影响,直接顶已破碎,老顶弯曲、离层下沉。
底板为灰黑色砂质泥岩,厚度在1.3-2米左右,遇水易底鼓,该采区采用走向长壁炮采放顶煤开采。
14采区轨道下山由上向下掘进所遇到的断层依次为:FB57(落差50米)、F402、F403、F404、F405、F406、F407较大的八条断层,地质构造复杂,再加上两侧均受采动影响,使得14轨道下山处于高应力大松动圈松软巷道,一直处于“前掘后变型,边掘边维护”状态,维护极为困难,直接影响我公司下山开拓进尺和及工作面采掘正常接替关系。
高应力软岩巷道联合支护理论与实践
高应力软岩巷道联合支护理论与实践摘要：随着我国煤矿开采深度的不断增加，煤矿巷道将位于更高的地应力环境中，特别是在构造活动强烈的地区，煤矿巷道的稳定性更加难以保证。
研究高地应力，环境下岩体工程变形特征和如何采取有效的巷道支护方式是保证煤矿巷道稳定性的关键。
本文介绍了高应力软岩的概念及形成条件，论述了高应力软岩巷道的变形特征和支护原理，并以某煤矿井下巷道支护为例，经过三种联合支护的实践，最终表明预留刚隙柔层支护是最佳的支护方式。
关键词：高应力；软岩巷道；联合支护；预留刚隙柔层支护１、高应力软岩的概念及形成条件1.1 高应力软岩的概念长期以来岩石工程学界仍未就软岩的概念达成共识，根据文献，在高地应力区经常遇到一类特殊岩体，当其地表浅部或低地应力时，岩块显示出较坚硬特征; 而在高地应力环境中，当围压较高时，岩体尚具有较高的强度和模量，当围压较低时，工程岩体则表现出软岩特征。
1.2 高应力软岩形成条件通过对软岩的定义与分析，高应力软岩形成的条件为：(1)除少量岩石为较软弱岩石外，组成高应力软岩的大多数岩石均为较坚硬的岩石，单轴饱和抗压强度R≥25MPa;(2)岩体破碎、强度和模量相对较低、流变性强;因为高地应力环境使开挖前的岩体处于高围压环境，岩体结构面处于闭合状态，是稳定的且有一定的强度和模量; 开挖后围岩处于低围压环境，结构面不闭合，岩体强度和模量较低。
(3)水平应力大于自重应力。
在目前全国煤矿开采深度来看，由自重产生的应力是不能使岩体达到高应力状态的，只有在水平构造应力存在并大于自重应力条件下，才能使岩体达到高应力状态。
2 高应力软岩巷道变形特征(1) 围岩变形量大。
高应力软岩自身特征决定了巷道变形量大的特点，其中巷道的水平收敛量要比拱顶下沉量要大得多。
一般为数厘米至数十厘米，表现形式有两帮内移、尖顶和底鼓。
(2) 初期变形速率大。
由于水平构造压应力大于垂直应力，巷道在掘进时卸载迅速，来压快，表现为巷道的初期变形速率大。
巷道应力区顶板破碎联合支护技术及应用研究
巷道应力区顶板破碎联合支护技术及应用研究发布时间：2021-12-15T02:05:29.014Z 来源：《科技新时代》2021年10期作者：白国辉[导读] 巷道顶板破碎是多方面因素共同导致的结果。
一是断层残余应力对巷道顶板产生破坏。
掘进过程中断层应力在围岩内部释放有限，应力沿着媒体在巷道内传递，导致巷道顶板出现高密度裂隙去，加剧了顶板破碎程度。
山西煤炭运销集团四通煤业有限公司山西省临汾市 041000摘要：煤矿生产中巷道受到断层的影响导致媒体稳定性下降，导致顶板破碎漏顶的情况。
本文结合实际案例对巷道应力顶板破碎联合支护的议题进行论述，采用合理的支护技术实现理想的效果。
关键词：巷道支护；顶板破碎；联合支护1引言掘进巷道断层煤在构造应力、煤层重力、生产作业等因素的影响下会发生顶板破碎现象。
随着工作面推进，顶板受到的压力增大，一旦超过岩体的屈服强度那么就会发生严重的顶板垮落事故。
为了保证生产环境安全，采用合理的支护措施十分必要。
2巷道顶板破碎机理巷道顶板破碎是多方面因素共同导致的结果。
一是断层残余应力对巷道顶板产生破坏。
掘进过程中断层应力在围岩内部释放有限，应力沿着媒体在巷道内传递，导致巷道顶板出现高密度裂隙去，加剧了顶板破碎程度。
二是煤层稳定性弱，顶煤在应力的作用下容易产生裂隙、破碎，降低顶板承载能力。
三是顶板的支护方案存在缺陷，支护强度低，顶煤在应力作用下形成围岩松动区域，随着松动圈的深度加深，锚杆锚固效果减弱，出现支护失效的情况，无法满足巷道应力区围岩支护的需求。
3辅助运输顺槽支护现状2404辅运顺槽1000m至1100m段受矿压影响，局部顶板破碎、下沉严重，影响巷道使用安全。
具体征兆表现为：发出响声。
岩层下沉断裂，顶板压力急剧加大时，会发出很大响声；掉渣。
顶板严重破裂时，出现顶板掉渣，掉渣越多，说明顶板压力越大；片帮煤增多。
因煤壁所受压力增加，变得松软，片帮煤比平时要多；顶板裂缝。
顶板有裂缝并张开，裂缝增多；顶板出现离层。
高应力软岩回采巷道锚杆(索)耦合支护技术研究的开题报告
高应力软岩回采巷道锚杆（索）耦合支护技术研究的开题报告一、选题背景及意义随着城市建设和矿业开采的不断推进，越来越多的地下空间得到了开发和利用。
然而，在地下空间中，软岩地层是非常常见的一种地质条件，其强度和稳定性都比较差，因此在软岩地层中进行工程建设或矿业开采时面临着巨大的工程安全风险。
针对软岩地层中存在的稳定性和安全性问题，目前已经提出了许多支护方案，其中锚杆（索）耦合支护技术是比较有效的一种方法。
该技术通过锚杆（索）的预应力作用，将围岩与锚杆（索）相耦合形成一个整体，使得围岩得到了更好的支撑和加固，从而提高了围岩的强度和稳定性。
因此，锚杆（索）耦合支护技术在软岩地层中的应用前景广阔。
然而，目前该技术的应用研究还比较有限，特别是在高应力条件下的应用研究还很少。
因此，开展高应力软岩回采巷道锚杆（索）耦合支护技术的研究，对于完善该技术的支护理论和实际应用具有重要意义。
二、研究目标本研究的主要目标是针对高应力软岩地层中的回采巷道进行锚杆（索）耦合支护技术的研究，具体包括以下几个方面：1. 确定高应力软岩地层中锚杆（索）耦合支护的最佳参数。
2. 分析锚杆（索）预应力对围岩的支撑作用，并探讨其作用原理。
3. 进行现场试验和数值模拟，探讨锚杆（索）耦合支护在高应力软岩地层中的适用性和支护效果。
三、研究内容本研究的主要内容如下：1. 研究高应力软岩地层的特点和回采巷道的工程背景，分析该地层的稳定性和安全性问题。
2. 总结已有的锚杆（索）耦合支护技术研究成果，深入探讨该技术在高应力软岩地层中的应用特点和适用范围。
3. 确定高应力软岩地层中锚杆（索）耦合支护的最佳参数，包括锚杆（索）的长度、直径、预应力大小等。
4. 分析锚杆（索）预应力对围岩的支撑作用，并探讨其作用原理。
5. 进行现场试验和数值模拟，探讨锚杆（索）耦合支护在高应力软岩地层中的适用性和支护效果。
6. 对现场试验和数值模拟的结果进行分析和总结，验证锚杆（索）耦合支护技术在高应力软岩地层中的可行性和优越性。
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高应力区回采巷道的联合支护
金志刚程绪友李智
（大雁煤业公司生产技术部，内蒙古呼伦贝尔 021122）
摘要介绍大雁矿区在高应力区综放回采巷道中应用锚杆、锚索联合支护技术的经验。
关键词高应力区回采巷道锚杆、锚索支护
大雁煤业公司二矿现已采到二水平+250水平。
二水平30#2分层305区段综采工作面回采巷道没等圈完、移交就开始前掘后修，回采时边采边修，已严重影响到安全生产，是大雁煤业公司二矿巷道支护的一大难题。
因此研究与探索二矿高应力30#运输、回风巷的合理支护技术具有重要意义，为此进行了锚杆、锚索联合支护，有效地支撑围岩，防止它的变形破坏。
1 地质条件及围岩特征
四采区305区段30#煤层为褐煤层，该煤层及围岩属于扎赉诺尔群大磨拐河组中部含煤岩段，煤的坚固性系数f值为1～3 。
30#煤层为特厚煤层，在该区域煤层的总体平均厚度为13.63m。
30#煤层直接顶为1.50m厚的泥岩、老顶为8.55m厚的中砂岩，其直接底板为0.75m 厚的砂质泥岩、老底为12.15m厚的含砾泥岩。
含砾泥岩固结性较好，砾径在0.5～2.0cm之间，砾石分选和磨圆程度很差，泥质胶结，松散易碎。
围岩特征如表1所列。
围岩抗压强度均小，具有松散软弱的特点，受风化后进一步软化。
表1 围岩特征
415回风巷处于原岩地应力高应力区。
大雁矿区位于伊—霍断裂间断摺位点附近，在区域地质动力场的压扭作用下，在伊—霍断裂间断摺位点附近区域产生高应力。
同时它还处于海拉尔断裂和伊敏断裂尖灭点之间，在断裂尖断附近也往往产生高应力集中。
这两种高应力的叠加形成了大雁矿区高应力。
经过原岩地应力测定，回风巷最大主应力为11.9MPa、中间应力为5.49MPa、最小应力为4.63MPa，而250车场最大主应力为14.7MPa、中间应力为11.05MPa、最小应力为10.26MPa。
由此可见随着采煤深度的增加原岩地应力也越来越大,平均增加0.017MPa，此现象在30＃305区段明显地表现出来。
巷道围岩松软破碎、孔隙率大，抗压强度较低（均小于10MPa），使自身的稳定性差，裸露后立即掉顶、片帮，需要及时支护，开挖后维护困难。
巷道围岩还受到开采等外力影响，作用于其顶部的应力大于煤、岩体本身的抗压强度故而围岩呈塑变状态，而随着巷道深度的增加，地应力也增加，因此呈现不稳定的塑性体。
2 锚杆、锚索联合支护设计
2.1 设计原则
中国学者朱浮生（1993）、郑雨天（1995）的研究表明：当锚杆预拉力达到60～70kＮ时，就可以有效控制巷道顶板下沉量，并通过加大锚杆的间排距可以减少锚杆数量。
因此应选择高性能（预拉力）锚杆配小孔径预应力短锚索支护。
再者，应尽可能保护岩体原有强度，力求防止岩体松散，避免岩石出现单轴和双轴应力状态，把围岩作为承载体系的主要部分。
及时喷砼封闭围岩以防岩石风化，保证锚杆和喷层与围岩形成共同体，充分发挥锚杆的加固、悬吊作用和喷层的密封、粘贴和柔性作用。
2.2 支护设计
根据现代支护理论及其设计原则，本次支护设计按类比设计先行、理论分析校核、监控信息反馈的设计程序进行。
经计算和考虑到施工条件，采用长2000mm的预拉力锚杆，用1卷CK2835型和1卷K2835型树脂锚固剂卷锚固，使锚固力达到60～70kN。
螺母采用快速安装放松螺母。
配小孔径预应力锚索，直径24mm、长4～６m，用CK2235型、K2235型、Ｚ2235型树脂锚固剂卷各1卷锚固，使锚固力达到60～80kN。
锚索预张力控制在60～80kN范围内,以保持和锚杆预拉力匹配,并克服刚度低的缺点。
每间距５m安设1根锚索。
同时回风巷喷射混凝土，厚度50mm。
前顺槽配钢筋梯子梁(直径10mm钢筋焊制或二矿回收锚杆加工即可) 。
由此可构成顶板预应力支护结构，提高顶板整体的抗剪强度,使其破坏不向顶板纵深方向发展；并且使顶板岩层处于横向压缩的状态,从而大大缓解或消除横向弯曲变形,形成只有纵向的微小膨胀和压缩变形,因而锚杆长度范围内和锚杆长度以上的顶板离层得以消除。
支护断面如图1所示。
图1 支护断面示意图
3 支护施工
在250区段30#回风巷进行了120m锚杆+锚索支护试验。
由于施工难度大、工期紧，考虑到施工条件对支护参数进行了调整。
锚杆长度改为1800mm，用1卷CK2835型树脂锚固剂卷端头锚固，锚固力达到60～70kN。
小孔径预应力锚索直径不变、长度改为4～5m，树脂锚固剂型号、用量不变，锚固力达到60～80kN。
锚索预张力也控制在60～80kN范围内。
锚索间距改为3.2m。
后在整个工作面回采巷道推广并根据实际情况作了调整。
在前顺槽将钢筋梯子梁改为钢带，并补设了锚索。
在切眼大断面处的锚索调整为每隔1.6m安设2根。
完工后巷道变化不大,均能满足施工要求。
对回风巷和前顺槽进行了矿压观测。
观测结果汇总分析，见表2和图2、3、4。
表2 表面位移量、顶板下沉量
图2 顶板下沉量曲线图
图3 锚固范围内离层量曲线图
图4 锚固范围外离层量曲线图
4 支护效果
锚杆、锚索联合支护能够有效的支撑围岩，防止围岩变形，符合回采巷道使用要求。
锚杆的锚固力能达到60～70kN。
小孔径预应力锚索的锚固力能达到60～80kN，能保持
和锚杆预拉力匹配,并克服了刚度低的缺点。
特殊破碎地带配钢筋梯子梁或钢带，并对参数
进行了调整，在适当提高锚杆或锚索的初始预应力和锚固力的同时还增大托盘的尺寸，使之
能够有效地支撑顶板围岩。
30#运输、回风巷采用锚杆、锚索联合支护与采用单一锚杆支护相比, 可以减少前掘后修，减少回采时边采边修，变形量符合有关规定，适应性强、支护强度高、整体稳定性好，满足回采的要求，确保正常的安全生产,可减少返修费用163.44万元。
锚索支护技术在二矿回采巷道中的推广应用后支护效果显著，大大减少了巷道的重复支护和维修成本,可以解决大雁煤业公司二矿高应力回采巷道支护的一大难题。
适合采用锚杆、锚索联合支护的煤巷在我矿区占60%以上，因此此项支护技术的应用前景非常广阔。
第一作者简介金志刚男，1984年毕业于乌达煤矿职工大学。
现任大雁煤业公司生产技术部副主任工程师，高级工程师。
（收稿日期：2005-09-20；责任编辑：胡林）。