永久煤柱影响下软岩巷道耦合支护技术研究与应用

隙发育 ， 尽管岩块强度 尚可 ， 但围岩体本身 的强度
并 不高 ， 且在 经 过多 次挑 顶 、 帮 和卧底 后 ， 道 而 刷 巷 浅 部 围岩节 理 裂 隙更 加发 育 ， 相应 的围岩 松 动 圈范 围较大 ， 永久 煤 柱支 撑压 力 作用 下 极易 产生 强 烈 在 变形 ， 为典 型 的工程 软岩 。 ２永 久煤 柱支 承压力 影 响 ） 上覆 工 作 面煤 层 开采 以后 ，在 Ⅳ。 用 回风 道 专
３ 耦 合 支 护 技 术分 析
Ⅳ 用 回风 道原 有支 护采 用 ２Ｕ型钢 支护 ， 专 ９ ｕ
型钢支架具有增阻速度快 、 支护强度高和可缩性等
收稿 日期 ：Ｏ Ｏ ０ — ０ ２ Ｌ一 ７ ３ 作者简介 ： 金 淦（ ９ ５ ）男 ， １６一 ， 山西河 曲人 ， 在读工程硕士 ， 从事采煤技术研 究与管理工作 。
田园豳
山西 煤 炭 Ｓ ＮＸ ＨＡ Ｉ ＣＯＡＬ 第３卷 ０ 第 １ 期 Ｏ
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文 章 编 号 ：６ ２ ５ ５ （０ ０ １— ０ ０ ０ １７ — ０ ０ ２ １ ）０ ０ ３ — ３
永久煤柱影 响下软岩巷 道耦 合 支护技术研究与应用
作用下 仍极 易破 碎变形 。
２ 巷 道 破 坏 原 因分 析
１巷 道 围岩 强度 较低 ） Ⅳ 用 回风道 为半 煤岩 巷 ， 专 巷道 两帮 下部 为 ４ 煤， 中部 含有 ０５Ｔ厚 的 泥岩夹 矸 ， ．Ｉ １ 巷道 中上部 及顶 板 以粉砂 岩 为 主 ， 板 为 泥岩 。 由于岩 体 中节 理 裂 底
够 很 好 的控 制 高 应力 作 用 下 巷 道 浅 部 围 岩剪 涨 变 形 ，但 由于 ｕ型 钢棚 与 围岩 的相互 作用 关 系很差 ， 支 架 大 多 局部 承 载 ， 容 易产 生 扭 曲和 滑 移 ， 且 很 并 从 拱形 支 护 的承 载 特性 看 ，拱 的承 载能 力较 高 ， 而 两 帮 的承 载 能力 较 低 ， 形往 往 从 两 帮 开 始 ， 以 变 难 发挥 支架 的整体 承 载能 力 ，而 且巷 道底 板无 支 护 ， 底 臌 十 分 严 重 ， 速 了两 帮 内移 ， 容 易 造成 支 护 加 很 结 构 的整体失 稳 。 注 浆 加 固 能够 显 著 改 善 围岩体 的力 学 性 能 及 其 完 整 性 ， 使 围岩 形 成 整体 承载 结 构 ， 促 防止 岩 体 泥化 和风 化 ， 注浆 支 护不 能改 变 支架 的整 体受 力 但 分布 ， 注浆 后 的岩 体 为 一 个脆 性 复合 体 ， 高应 力 在
工程 实 践 表 明 ， 巷 道 掘 进 爆 破 质 量 影 响 ， 架 与 护 进 而促 使底 板臌 起 。注 浆加 固能 够提 高 围岩 的完 整 受 支
一
一
围岩 相互 作 用关 系 较差 ， 架 实 际承 载 能力 仅 为理 支 论 承载 能力 的 １ ～ ／， 一方 面支 架 自身结 构 不稳 ／ ］ 另 ３ ５
量 工 程 实 践 表 明 ， 煤 柱 下方 的底 板 巷 道 ， 仅 使 在 不 得 位 于应 力增 高 区 的巷道 很 难维 护 ， 时位 于应 力 有 降低 区 内的巷道 维护也 困难 。
３ 现 有支 护强度 较低 且支 护结构 不稳 定 ）
ｕ型钢支架具有高阻、 可缩和强护表的能力 ， 能
金 淦
（． 国矿业 大 学 ， 苏 １中 江 徐州 ２ １０ ；． 西煤 炭 运 销 集 团 忻 州有 限公 司煤 业 公 司 ， 西 ２０ ８ ２山 山 忻州 ０ ４０ ） ３ ０ ０
摘
要： 袁庄煤矿Ⅳ 专用回风道受永久煤柱支承压力影响， 巷道变形十分严重。研 究从提高巷道围岩强度和支护
支承压力 影响 ， 巷道 变形十分严 重 。
上方形成的永久煤柱 内形成较高的集 中应力 ， 并向 底板传递。 根据现有的地质资料 ， Ⅳ 专用 回风道上
方 煤 柱 内形 成 的支 承 压 力 峰 值 约 为 原 岩 应 力 的 ２
倍 一３倍 ， 围岩 中的切 向应 力达 到 ３ ａ以上 。大 ２ ＭＰ
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第３ 卷 第 １ 期 ０ ０ ２ １ 年 １ 月 ００ ０
Ｖｏ１ ３ Ｎｏ ． Ｏ ．０ １
山 西 煤 炭 ￣ ＮＸＩ ＯＡ ＨＡ Ｃ Ｌ
一
Ｏｃｔ ．２Ｏ１０
优点 ， 广 泛应 用 于各ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ类破 碎 软 岩巷 道 中 。但 大量 被
分 抗 侧 压能 力差 ，支 护过 程 中两 帮 首先 结 构 失稳 ，
结构 稳 定性 出发 ， 对巷 道 的破坏 特征 ， 出 了耦 合 支护技 术方 案 ， 针 提 并得 到 成功应 用 。
关 键词 ： 岩 ； 道 ； 合 支护 软 巷 耦
中 图分 类号 ：Ｄ ５ Ｔ ３３
文献 标 识 码 ： Ａ
１ 试 验 巷 道 概述
袁庄 煤矿为 高瓦斯 矿井 ，Ⅳ 回风道为 Ⅳ 区 采 专用 回风巷 道 ， 负着 Ⅳ 。 区的 回风 任务 ， 道支 担 采 巷 护状况 的好坏直 接决定整个采 区 的通 风安全 。Ⅳ 专 用 回风 道为半煤 岩巷 ， 主要施 工层 位 为 ４煤层 ， 中 其 ４煤 层厚 度 为 １ ５ ４ 煤 层厚 度 为 ０５ｍ，中 间有 ． ２ ｍ， ． ０ 泥岩 夹矸 ，煤 层倾 角 在 １。３ 。之 间 ，平均 ．ｍ ５ ０～３ ２。 。 １ 直接 顶为灰 白色细 、 中粒砂 岩 ， 厚度在 ７３ ．ｍ左 右 ， 接底 为灰 一灰 黑色 泥岩 ， 直 厚度 为 ２２ ．ｍ。１ Ｖ 专 用 回风道 主要采用 ２ Ｕ型钢 棚支护 ，部分地 段也采 ９ 用 了注浆 支护 。长期 以来 ， 专 用 回风道受 上部 Ⅳ Ⅳ。 ３１ 、 ３１ Ｖ３１ ：２ Ｉ ：７和Ｉ ８工作面停采后 形成 的永 久煤 柱 Ｖ