深部矿井跨采上山高强稳定型支护技术探讨
合集下载
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
科技・ 探索・ 争ｌ 乌
Ｓ ｃ 科 ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ＆ 技 Ｔ ｅ ｃ ｈ 视 ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ 界 Ｖ ｉ ｓ ｉ ｏ ｎ
深部矿井跨采上山高强稳定型支护技术探讨
朱慎 强 （ 淮 北矿 业集 团公 司 桃 园煤矿 ， 安徽 宿州 ２ ３ ４ １ １ ６ ）
【 摘 要】 本文通过对桃园煤矿跨采 上山巷道 支护存在 问题的分析 ， 提 出了跨采上 山高强稳定型支护技 术。解决矿 井跨 采上 山支护巷道 的 支护难题 ， 可 以从整体上把握巷道合 理支护技 术 ， 对较好地解 决巷道 支护难题具有积极的指导意义。 【 关键词 】 跨采 ； 动压影响 ； 高强稳定支护
一
一
３ 跨采上 山高强稳定型支护技术
国内外在 高应 力软岩巷 道围岩控制机理 及技术方 面进 行了大量 的研究 工作。 已有研究结果表明 ， 围岩愈 松软 ， 支护 阻力控制 围岩变形 的作用愈大 ． 控 制高应力软 岩巷道围岩变 形 ． 支护应具 备高阻可缩特 性． 并开发 了相应的围岩控制技术 ． 如高阻可缩 ｕ型钢壁后充 填技术 、 新型锚注支护技术 、 高强预应力锚杆支护技术等。这些支护理论及 技 术的研究 ． 极大地促进 了高应力软岩巷道支护问题的解决 高阻可缩 ｕ型钢棚支护在高应力软岩巷道 中大量使用 已有研究 结果表 明． ｕ型钢壁后充填可使支架整体承载 ．实现 围岩一 充填体一 支 护结构 三者 共同承载 的力 学体系 ． 大 幅度提高支架 工作阻力 ． 发挥 围 岩 的 自承 能 力 进 一 步 研 究 结 果 表 明 ． 由于 巷 道 周 边 围岩 的 破 裂 和 极
１ 桃 园 煤 矿 跨 采 上 山 巷道 支 护 存 在 的 问题
桃园矿 Ⅱ ４ 采区轨道上山位于煤层底板 ， 距煤 层 ７ ｍ ～ ３ ０ ｍ， 上部煤 层开采过程 中， 底板巷道一般都受到强烈的采动影响 ， 工作 面回采后 ， ｌ Ｉ ４ 采 区轨道上 山将 遭到严重破坏 ， 甚 至无法继续 使用 ， 巷道 切需 要解决跨上 山 开采的巷道支护技术难题 。
淮北矿业集 团公 司桃园煤矿座 落在安徽省 宿州市南北杨寨 乡境 不均匀变形 ， Ｕ型钢壁后充填后 ， 支架 仍承受不均匀载荷作用 ， 但支架 内． 矿 井于 １ ９ ９ ５ 年 １ １ 月份正式投产， １ ９ ９ ６ 年 即达 到 ９ Ｏ万 ｔ 的设计生 由局部承载变为整体承载 ． 大大提高了支架整体 的结构 稳定性 。 （ 如图 产能力， 矿井 主采煤层有 ５ ２ 煤、 ７ ２ 煤、 ８ ２ 煤和 １ ０ 煤４ 层， 按两个 水平 １ ） ７个采 区布 置开采 。由于对跨采工 作面 回采 影响范 围内的巷 道破坏 大。 目前 ， 由于动压影响下的巷道支护难题没有从根本上得到解决 ， 动 压影响巷道大量变形破 坏。为解决 这一难题， 从而保证 了工作 面回采 后大巷的安全使 用 ． 提出深部矿井跨采 上山高强稳定型支护技术 。
２ 深 部 矿 井 跨 采 上 山支 护 状 况
通过 已有 的工程 实践表 明． 许 多情况下 ． 现有巷道 围岩控 制技术 仍 不能有效地控制高应力软岩巷道 的强烈变形 ． 其原 因主要有三个方
面：
图 １
１ ） 现 有支 护技术 大多不注重对承载结构性能 的分析 ． 在围岩表面 在高应力 软岩巷道 中 ． 锚 网支护难 以形 成稳定 的承 载结构 ， 由此 或在围岩浅部形 成的承 载结构往往在结构上不稳定 ． 难以控制 围岩 的 导致 的顶板事故时有发生 。 高阻可缩 ｕ型钢棚易于形成 良 好 的承载结 强烈变形 。 无论是棚式被动支护 ． 还是锚 网索 注等 主动支护 ． 现有支护 构 ． 可提供较高 的支护阻力 ， 对破碎围岩的护表效果好 ， 但其 承载性 能 都是在 围岩表 面或在 围岩浅部形成具有 自稳 能力 的承载结构 ． 而且大 不 适应 高应力软岩巷道 的移动变形特点 ． 支架结构 上易失稳 。 而且 恶 多可以归结为 梁结构和拱结 构 控制高应 力软岩巷道 围岩的强烈变 劣的支护 围岩关系会大大降低支架的整体承载能力。 因此应根据结构 形． 要看在特定的围岩条件下 ． 承载结 构能 否可靠 形成 ． 承载结构结构 的失稳类型采取相 应的结构补偿措 施 ．以提高 支护 结构的整 体稳定 上是否稳定。 性． 发挥和提高支架 的整体承载能力 。 ２ ） 在进行高应力软岩巷道支护时 ． 现有支护技术不能及 时根据巷 对于高应力软岩巷道 ． 将多种不 同性能 的单一支 护耦 合为统一 的 保证 支护一围岩 以及 不同支护 间的协 同作用 ， 充 分发挥各 道 围岩条件的变化 ， 采用合理的支护技术 ， 往往存 在很大的盲 目 性。 高 支护体 系． 应力软岩巷道 围岩从稳定到不稳定 ． 采动条件从不受开采影 响到支 承 种支护 的优越 性能 ． 保证 整个 支护一 围岩结构 的稳定性 ． 最终 达到有 压力叠 加作用 ． 巷 道断面从 ５ ～ ６ ｍ ｚ 到１ ０ ～ １ ２ ｍ 等等 ． 由此引起 的矿 压 效控制高应力软岩巷道变形 的 目的 耦合支护 的关键是如何将不 同性 显现 十分悬 殊 ． 但不少煤 矿的支护方 式和支护参数却 变化不大 ． 现 有 能的单一支 护耦合为一个 整体 ．它不 同于以往的复合支护 或联合支 巷道支护技术很难适应高应力软岩巷道围岩大变形 如果采用某种单 护 ． 如棚一注一索耦合支护中通 过耦合装置将锚索与 ｕ型钢棚耦合为 的支 护方式 ． 要 么造 成巷道 围岩变 形难以控制 ． 要 么造成巷道支 护 体． 通过合理 布置锚索及其耦 合装置 ， 可 以显著改善支架 各部位承 成 本居高 不下 。 载性能 的巨大差别 ． 同时棚式支护的 良 好 护表性能发挥了锚索支护有 ３ ） 对 高应力 软岩巷 道的支 护和维护对策研究不够 不少煤矿往往 效控制 围岩变形的能力 ． 使整个支护体系的承载性能与 围岩 的变形 特 在某种支护方式失效 后 ． 改用 另一种支护方式 ． 结果不仅两 种支护方 征相适 应 ． 形成本质上安全 、 支护 阻力大 、 结 构稳 定的支护 一 围岩 承载 式 的支护性能都难 以发挥 ． 巷 道支护成本居 高不 下 ． 而且巷 道支护效 结构 果很差 ． 严重影 响煤 矿的安全生产 ４ 结论
Ｓ ｃ 科 ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ＆ 技 Ｔ ｅ ｃ ｈ 视 ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ 界 Ｖ ｉ ｓ ｉ ｏ ｎ
深部矿井跨采上山高强稳定型支护技术探讨
朱慎 强 （ 淮 北矿 业集 团公 司 桃 园煤矿 ， 安徽 宿州 ２ ３ ４ １ １ ６ ）
【 摘 要】 本文通过对桃园煤矿跨采 上山巷道 支护存在 问题的分析 ， 提 出了跨采上 山高强稳定型支护技 术。解决矿 井跨 采上 山支护巷道 的 支护难题 ， 可 以从整体上把握巷道合 理支护技 术 ， 对较好地解 决巷道 支护难题具有积极的指导意义。 【 关键词 】 跨采 ； 动压影响 ； 高强稳定支护
一
一
３ 跨采上 山高强稳定型支护技术
国内外在 高应 力软岩巷 道围岩控制机理 及技术方 面进 行了大量 的研究 工作。 已有研究结果表明 ， 围岩愈 松软 ， 支护 阻力控制 围岩变形 的作用愈大 ． 控 制高应力软 岩巷道围岩变 形 ． 支护应具 备高阻可缩特 性． 并开发 了相应的围岩控制技术 ． 如高阻可缩 ｕ型钢壁后充 填技术 、 新型锚注支护技术 、 高强预应力锚杆支护技术等。这些支护理论及 技 术的研究 ． 极大地促进 了高应力软岩巷道支护问题的解决 高阻可缩 ｕ型钢棚支护在高应力软岩巷道 中大量使用 已有研究 结果表 明． ｕ型钢壁后充填可使支架整体承载 ．实现 围岩一 充填体一 支 护结构 三者 共同承载 的力 学体系 ． 大 幅度提高支架 工作阻力 ． 发挥 围 岩 的 自承 能 力 进 一 步 研 究 结 果 表 明 ． 由于 巷 道 周 边 围岩 的 破 裂 和 极
１ 桃 园 煤 矿 跨 采 上 山 巷道 支 护 存 在 的 问题
桃园矿 Ⅱ ４ 采区轨道上山位于煤层底板 ， 距煤 层 ７ ｍ ～ ３ ０ ｍ， 上部煤 层开采过程 中， 底板巷道一般都受到强烈的采动影响 ， 工作 面回采后 ， ｌ Ｉ ４ 采 区轨道上 山将 遭到严重破坏 ， 甚 至无法继续 使用 ， 巷道 切需 要解决跨上 山 开采的巷道支护技术难题 。
淮北矿业集 团公 司桃园煤矿座 落在安徽省 宿州市南北杨寨 乡境 不均匀变形 ， Ｕ型钢壁后充填后 ， 支架 仍承受不均匀载荷作用 ， 但支架 内． 矿 井于 １ ９ ９ ５ 年 １ １ 月份正式投产， １ ９ ９ ６ 年 即达 到 ９ Ｏ万 ｔ 的设计生 由局部承载变为整体承载 ． 大大提高了支架整体 的结构 稳定性 。 （ 如图 产能力， 矿井 主采煤层有 ５ ２ 煤、 ７ ２ 煤、 ８ ２ 煤和 １ ０ 煤４ 层， 按两个 水平 １ ） ７个采 区布 置开采 。由于对跨采工 作面 回采 影响范 围内的巷 道破坏 大。 目前 ， 由于动压影响下的巷道支护难题没有从根本上得到解决 ， 动 压影响巷道大量变形破 坏。为解决 这一难题， 从而保证 了工作 面回采 后大巷的安全使 用 ． 提出深部矿井跨采 上山高强稳定型支护技术 。
２ 深 部 矿 井 跨 采 上 山支 护 状 况
通过 已有 的工程 实践表 明． 许 多情况下 ． 现有巷道 围岩控 制技术 仍 不能有效地控制高应力软岩巷道 的强烈变形 ． 其原 因主要有三个方
面：
图 １
１ ） 现 有支 护技术 大多不注重对承载结构性能 的分析 ． 在围岩表面 在高应力 软岩巷道 中 ． 锚 网支护难 以形 成稳定 的承 载结构 ， 由此 或在围岩浅部形 成的承 载结构往往在结构上不稳定 ． 难以控制 围岩 的 导致 的顶板事故时有发生 。 高阻可缩 ｕ型钢棚易于形成 良 好 的承载结 强烈变形 。 无论是棚式被动支护 ． 还是锚 网索 注等 主动支护 ． 现有支护 构 ． 可提供较高 的支护阻力 ， 对破碎围岩的护表效果好 ， 但其 承载性 能 都是在 围岩表 面或在 围岩浅部形成具有 自稳 能力 的承载结构 ． 而且大 不 适应 高应力软岩巷道 的移动变形特点 ． 支架结构 上易失稳 。 而且 恶 多可以归结为 梁结构和拱结 构 控制高应 力软岩巷道 围岩的强烈变 劣的支护 围岩关系会大大降低支架的整体承载能力。 因此应根据结构 形． 要看在特定的围岩条件下 ． 承载结 构能 否可靠 形成 ． 承载结构结构 的失稳类型采取相 应的结构补偿措 施 ．以提高 支护 结构的整 体稳定 上是否稳定。 性． 发挥和提高支架 的整体承载能力 。 ２ ） 在进行高应力软岩巷道支护时 ． 现有支护技术不能及 时根据巷 对于高应力软岩巷道 ． 将多种不 同性能 的单一支 护耦 合为统一 的 保证 支护一围岩 以及 不同支护 间的协 同作用 ， 充 分发挥各 道 围岩条件的变化 ， 采用合理的支护技术 ， 往往存 在很大的盲 目 性。 高 支护体 系． 应力软岩巷道 围岩从稳定到不稳定 ． 采动条件从不受开采影 响到支 承 种支护 的优越 性能 ． 保证 整个 支护一 围岩结构 的稳定性 ． 最终 达到有 压力叠 加作用 ． 巷 道断面从 ５ ～ ６ ｍ ｚ 到１ ０ ～ １ ２ ｍ 等等 ． 由此引起 的矿 压 效控制高应力软岩巷道变形 的 目的 耦合支护 的关键是如何将不 同性 显现 十分悬 殊 ． 但不少煤 矿的支护方 式和支护参数却 变化不大 ． 现 有 能的单一支 护耦合为一个 整体 ．它不 同于以往的复合支护 或联合支 巷道支护技术很难适应高应力软岩巷道围岩大变形 如果采用某种单 护 ． 如棚一注一索耦合支护中通 过耦合装置将锚索与 ｕ型钢棚耦合为 的支 护方式 ． 要 么造 成巷道 围岩变 形难以控制 ． 要 么造成巷道支 护 体． 通过合理 布置锚索及其耦 合装置 ， 可 以显著改善支架 各部位承 成 本居高 不下 。 载性能 的巨大差别 ． 同时棚式支护的 良 好 护表性能发挥了锚索支护有 ３ ） 对 高应力 软岩巷 道的支 护和维护对策研究不够 不少煤矿往往 效控制 围岩变形的能力 ． 使整个支护体系的承载性能与 围岩 的变形 特 在某种支护方式失效 后 ． 改用 另一种支护方式 ． 结果不仅两 种支护方 征相适 应 ． 形成本质上安全 、 支护 阻力大 、 结 构稳 定的支护 一 围岩 承载 式 的支护性能都难 以发挥 ． 巷 道支护成本居 高不 下 ． 而且巷 道支护效 结构 果很差 ． 严重影 响煤 矿的安全生产 ４ 结论