深部高应力软岩巷道底板联合加固施工技术

随着矿井开采深度的不断增加，巷道的支护难 度也越来越大。特别是高应力的软岩巷道常常表现 出强流变的特性，围岩变形控制难度较大［1，2］。而人 们在进行高应力软岩巷道支护时，往往只注重两帮 及顶板的支护，很少对底板进行加强支护，从而造 成高应力软岩巷道底板成为了整个巷道支护系统的 薄弱环节。巷道在高应力的作用下，底板岩石首先 发生底鼓变形，继而引发巷帮及顶板变形破坏，最 终导致整 个 支 护 系 统 的 破 坏 失 稳［3－ 5］。 陈 四 楼 煤 矿 九采区泵 房 及 变 电 所 所 在 岩 层 为 高 应 力 软 岩 巷 道， 巷道支护后矿压显现较明显，尤其是底鼓变形较大， 为此陈四楼煤矿开始尝试在高应力软岩巷道底板采 用联合加固技术，提高底板的支护强度，控制巷道 的底鼓及变形，从而提高巷道整体的支护效果。
第51卷第6期
煤炭工程
COAL ENGINEERING
Vol. 51，No. 6
doi： 10. 11799 / ce201906019
深部高应力软岩巷道底板联合加固施工技术
郝明月，宋 道
（ 河南龙宇能源股份有限公司，河南 永城 476600）
摘 要： 为了解决陈四楼煤矿深部软岩巷道中底板变形的问题，采用了 “注浆 +锚杆 +锚索” 联合加固技术，并结合陈四楼煤矿九采区泵房及变电所底板联合加固施工过程，详细分析和介绍了 九采区底鼓变形机理、联合加固的作用原理及施工方法。观测结果表明，九采区泵房及变电所巷道 底鼓现象得到了很好的控制，为以后相似工程提供了技术参考。
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2019 年第 6 期
煤炭工程
施工技术
北西向，倾向南西西向，该巷道掘进范围内煤岩层 形态较 为 稳 定， 掘 进 范 围 内 煤 岩 层 倾 角 变 化 较 小， 预计褶曲对巷道掘进影响较小。根据三维地震勘探 资料、临近巷道实际揭露地质情况、周围巷道地质 超前探测资料分析，预计在该巷道施工过程中将一 次揭露一条落差为 0 ～ 5m 的正断层 XF2 和一条落差 为 0 ～ 7m 的正断层 XF15。巷道底板距二2 煤层法向距 离约在 15. 7 ～ 45. 3m 之间，巷道不会揭露二2 煤层。
HAO Ming－yue，SONG Dao
（ Henan Longyu Energy Co．，Ltd．，Yongcheng 476600，China）
Abstract： In order to solve the floor deformation in deep soft rock roadway in Chensilou Coal Mine，a grouting+anchor+anchor cable reinforcement technology was proposed． Combining with the reinforcement construction process of the pump room and the substation floor in the No. 9 mining district of Chensilou Coal Mine，the floor heaving deformation mechanism，the principle of joint reinforcement，and the construction method were analyzed and introduced in detail． The observation results indicate that the floor heaving phenomenon in the pumping room and substation of the No. 9 mining district was controlled． Keywords： high stress； soft rock； floor heaving； joint reinforcement for floor
关键词： 高应力； 软岩巷道； 底鼓； 底板联合加固 中图分类号： TD353 文献标识码： A 文章编号： 1671－0959（ 2019） 06－0090－03
Technology and Practice of Joint Reinforcement of Deep High Stress Soft Rock Roadway Floor
2 ห้องสมุดไป่ตู้鼓变形机理及联合加固技术
2. 1 九采区底鼓变形机理 九采区泵房及变电所所处巷道埋深较深，构造
应力较大，同时由于受到 XF2 和 XF15 两条正断层的 影响，巷道围岩破碎，围岩强度较低，孔隙率较大， 加上九采区泵房及变电所所处区域位于陈四楼向斜 轴部，应力较为集中，多项因素共同作用下，巷道 围岩表现出显著的塑性和流变性。而且巷道掘进期 间已对顶板及两帮进行了加强支护，支护强度较大， 而底板未进行有效支护，是整个巷道支护系统最薄 弱的地方，最终导致底板岩层在水平应力作用下与 形成褶曲构造相类似，向巷道空间鼓起［6－9］。同 时 由于施工过程及顶底板出水等情况产生的水源流入 巷道底板岩石，减少了岩石层理、节理和裂隙间的 摩擦力，使岩石的整体抗压、抗剪强度降低，且九 采区泵房及变电所位于铝质泥岩层位，岩石中存在 遇水产生膨胀的矿物成分，由于矿物成分吸水体积 增大，岩石发生破裂，底板岩石甚至会完全丧失强 度，从而加剧底板鼓起破坏。 2. 2 联合加固技术
图 1 巷道平面布置示意图
九采区泵房及变电所所处区域位于陈四楼向斜 轴部及 东 翼 铝 质 泥 岩 层 位， 整 体 上 为 一 单 斜 构 造， 无岩浆侵入体、陷落柱等构造发育，煤岩层走向北
收稿日期： 2018－05－18 作者简介： 郝明月（ 1978—） ，男，河南永城人，工程师，主要从事煤矿技术管理工作，E－mail： 312518453@ qq. com。 引用格式： 郝明月，宋 道． 深部高应力软岩巷道底板联合加固施工技术 ［J］． 煤炭工程，2019，51（ 6） ： 90－92．
1 工程概况
陈四楼煤矿九采区泵房及变电所工程量总设计 长度 为 186. 92m，其 中，九 采 区 泵 房 通 道 11. 5m、 变 电 所 40. 6m、 变 电 所 回 风 道 26. 76m、 配 电 室
11. 9m、泵房 44. 7m、管子道 39. 16m、配水井硐室 9. 3m、吸水井硐室 3m，服务年限预计为 20a。九采 区泵房及变电所开口位置位于九采区回风下山底车 场，开口处巷道底板标高为 － 853m，巷道平面布置 图如图 1 所示。