软岩巷道围岩控制技术
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２１ ０２年第 １ 期
中 州煤 炭
总第 １３ ９ 期
软 岩 巷 道 围 岩 控 制 技 术
杨 军 伟 ， 瑞 恒 ， 海军 ， 路 杨 徐洪 涛 ， 韩金 育， 钱景 奇
（ 煤 集 团公 司 米 村 煤 矿 ， 南 新 密 郑 河 ４２ ９ ） ５ ３４
摘要： 郑煤 集 团 公 司 米 村 煤 矿 ２ ８煤 柱 工 作 面巷 道 围岩 属 典 型 的软 岩 ， 由于 地 应 力 大 ， 层 松 软 ， 岩 强 度 低 ， 煤 围 采 用 常 规 支 护 方 法 施 工 后 短期 内巷 道 即 出现 严 重 变 形 。 为 此 ， 对 米 村 煤 矿 三 软 不 稳 定 煤 层 掘 进 巷 道 的 维 针 护 现 状 ， 取 了煤 层 注 水 和 工 字 钢 联 锁 支 护 等 处 理 措 施 ， 而保 证 了掘 进 工 作 面 的 正 常接 替 ， 保 了掘 进 工 采 从 确 作面的正常掘进。 关键词 ： 岩巷道 ； 软 围岩 控 制 ； 架 支
变形严 重直 至破 坏 。 １ ２ 变形破 坏原 因 ． （ ） 岩 承 载 能 力 较 Biblioteka Baidu 是 巷 道 失 稳 的 主 要 原 １围
为 ２ ６２ ２ｍ 。巷 道 断面为 半 圆拱形 ， 计净 宽 ４ ４ ０ ２ 设 ． ｍ， 净高 ３ ０ｍ， 面为 １． 采 用 ２ Ｕ 型钢 可伸 ． 断 １５ ｍ ， ９ 缩 棚 联合 支护 。 自工 作 面施 工 以来 ， 由于施 工 过 的 巷 道受 矿 山 压 力 的作用 ， 压显 现 剧 烈 ， 部 与 浅 部 相 比 ， 地 矿 深 其
护方 案对 巷道 的底板 和底 角并 没有 采取有 效 的支护
措施 ， 当巷 道 的顶帮 压力 较大 时 ， 道底 板 中的围岩 巷
出现 应力集 中现象 ， 而 使 得 巷道 的底 板 产生 显 著 从
１ 巷 道 支 架 变 形 分 析
１ １ 变形 破坏 特点 ． （ ） 底 板 收 敛 变 形 与 两 帮 内挤 严 重 ， 分 地 １顶 部 点收 敛变 形量 在 ２— ３个 月 已超 过 ８ ０ｍｍ。 ０
控 制 范 围内的 围岩及 煤 层 形 成 一个 整体 ， 而 使 支 从
收 稿 日期 ： ０ １— ８—１ ２１ ０ ２
架 与煤 层形 成 的复合 体 发 挥 协 同作 用 ， 现 出较 大 表
的刚度 和较 强 的抵 抗 变形 能力 。 （） ２ 结构性 原 则 。从 支架 与 煤层 共 同作 用 形 成
塑性 变形 和剪 切破坏 ， 出现 碎胀 、 曲等变 形 。 弯
２ 巷 道 变 形 的 控 制 原 则
考虑 到巷道 煤层 特性及 不 同支 护结构 的承载 性
（ ） 型 钢 支 架 出现 严 重 偏 转 、 曲 、 曲 、 ２Ｕ 折 扭 内
挤 与 下插底 板 、 形成 尖顶 等 。
能 ， 从 整体 性 、 构 性 、 面性 、 效 性 原则 出发 ， 应 结 全 有 以积极 主动 的支 护方 式 为主 体 ， 现 对 巷道 围岩 变 实 形 的有 效控 制 。
中 图分 类 号 ： Ｄ ２ Ｔ ３２ 文献标志 码： Ｂ 文 章 编 号 ：０ ３— ５ ６ ２ １ ） １— ０ ５— ２ １０ ００ （０ ２ ０ ０ ５ ０
郑煤集 团公 司米 村 煤 矿 ２ ８煤 柱 工 作 面设 计 走
向长 为 １１ １～１１ ９ｍ， 斜 宽 为 １ ５～ １ 面积 １ ３ 倾 １ ２ １ｍ，
因 。据 室 内岩样力 学试 验 可 知 ， 巷 道 围岩 抗 压 强 该 度 均在 ２ ａ以下 ， 于 典 型 的 软 岩 。加 上 各 岩 ０ ＭＰ 属 层、 煤层 连续 性较差 ， 围岩整体 承 载能力 将受 到极 大
影响。
质 特征 有显 著变 化 ， 部 压 力 大 ， 层 更 加 松 软 ， 顶 煤 煤
・
作 者 简 介 ：杨 军 伟 （ ９７ ） 男 ， 南 襄 城 人 ， 术 员 ，０ ９年 毕 业 Ｉ８ 一 ， 河 技 ２０
于 河 南 理 工 大学 ， 从 事 煤 矿 技 术 管 理 工 作 。 现
５ ・ ５
２ １ 年第 １ ０２ 期
中 州煤 炭
总第 １３期 ９
（） ２ 工字 钢联锁 。采 用 １ １工字 钢 ４道联 锁 （ 图
（ ） 道变 形速 率 大且 变 形 持 续 时 间长 。矿 压 ３巷
监测 结 果 表 明 ， 道 掘 进 初 期 ， 巷 日变 形 量 １ ０～１ ５
ｍｍ， 掘后 的 ２— ３个 月 ， 道 一直 在 变 形 ， 巷 部分 地 点
（ ） 体 性 原 则 。 使 支 架 与 煤 层 实 现 共 同 作 １整 用 ， 证所有 支架 均发 挥可 靠的应 力作 用 ， 与支 架 保 且
（） ２ 地应力 大 。地 应 力 以水 平 应 力 为 主 ， 数 且 值较 大 。
（） ３ 支护强 度不 够 。受 巷 道工 程 地 质条 件 的 限 制， 支架 与 围岩 、 层 接 触 不 良， 成 整 体 支 护强 度 煤 造
不够 。
（ ） 板和 底角 未采 取 有 效 的控 制 措施 。原 支 ４底
的复合结 构 中的应 力 状态 出发 ， 过工 字 钢 联 锁 和 通 煤 层注水 ， 善支架 结构 中关 键部 位 的应 力状 态 ， 改 保 证 支架结 构整 体应 力 状态 的均衡 ， 避免 因局 部应 力 集 中 引起 的支架局 部 首先 失 稳 而破 坏 ， 而 导 致支 从 架 的整体 失稳 。 （ ） 面 性 原 则 。不 仅 要 加 强 巷 道 顶 帮 的支 ３全 护， 而且 要加 强巷道 底角 和底板 围岩 的支护 ， 成全 形 断面支 护结 构 ， 以有 效 控 制 由于底 角 变形 和 底 鼓 引 起 的支 护结 构顶帮 失 稳 ， 而导 致 支 护结 构 整 体 失 进
墙极 易 冒顶 片 帮 ， 其 是 该 巷 道 的 ｕ型 钢支 护段 ， 尤 支 架在 矿 山压力 的作 用下 ， 生 弯 曲 、 曲 、 裂 成 发 扭 断 尖状 等 严重 变形 现象 ， 道施 工 后 短 期 出现 严 重底 巷 鼓 。该 巷道 部分 断面 在施 工后 ２～ ３个 月 ， 底板 及 顶 两 帮最 大变形 量达 ８ ０ｍｍ， 以后巷 道维 护维 修带 ０ 给 来难 度 ， 并导 致生 产成 本增 加 。因此 ， 必须 采取 有效 措施 控 制巷道 围岩变形 ， 以确保 工作 面 的安全 生产 。
中 州煤 炭
总第 １３ ９ 期
软 岩 巷 道 围 岩 控 制 技 术
杨 军 伟 ， 瑞 恒 ， 海军 ， 路 杨 徐洪 涛 ， 韩金 育， 钱景 奇
（ 煤 集 团公 司 米 村 煤 矿 ， 南 新 密 郑 河 ４２ ９ ） ５ ３４
摘要： 郑煤 集 团 公 司 米 村 煤 矿 ２ ８煤 柱 工 作 面巷 道 围岩 属 典 型 的软 岩 ， 由于 地 应 力 大 ， 层 松 软 ， 岩 强 度 低 ， 煤 围 采 用 常 规 支 护 方 法 施 工 后 短期 内巷 道 即 出现 严 重 变 形 。 为 此 ， 对 米 村 煤 矿 三 软 不 稳 定 煤 层 掘 进 巷 道 的 维 针 护 现 状 ， 取 了煤 层 注 水 和 工 字 钢 联 锁 支 护 等 处 理 措 施 ， 而保 证 了掘 进 工 作 面 的 正 常接 替 ， 保 了掘 进 工 采 从 确 作面的正常掘进。 关键词 ： 岩巷道 ； 软 围岩 控 制 ； 架 支
变形严 重直 至破 坏 。 １ ２ 变形破 坏原 因 ． （ ） 岩 承 载 能 力 较 Biblioteka Baidu 是 巷 道 失 稳 的 主 要 原 １围
为 ２ ６２ ２ｍ 。巷 道 断面为 半 圆拱形 ， 计净 宽 ４ ４ ０ ２ 设 ． ｍ， 净高 ３ ０ｍ， 面为 １． 采 用 ２ Ｕ 型钢 可伸 ． 断 １５ ｍ ， ９ 缩 棚 联合 支护 。 自工 作 面施 工 以来 ， 由于施 工 过 的 巷 道受 矿 山 压 力 的作用 ， 压显 现 剧 烈 ， 部 与 浅 部 相 比 ， 地 矿 深 其
护方 案对 巷道 的底板 和底 角并 没有 采取有 效 的支护
措施 ， 当巷 道 的顶帮 压力 较大 时 ， 道底 板 中的围岩 巷
出现 应力集 中现象 ， 而 使 得 巷道 的底 板 产生 显 著 从
１ 巷 道 支 架 变 形 分 析
１ １ 变形 破坏 特点 ． （ ） 底 板 收 敛 变 形 与 两 帮 内挤 严 重 ， 分 地 １顶 部 点收 敛变 形量 在 ２— ３个 月 已超 过 ８ ０ｍｍ。 ０
控 制 范 围内的 围岩及 煤 层 形 成 一个 整体 ， 而 使 支 从
收 稿 日期 ： ０ １— ８—１ ２１ ０ ２
架 与煤 层形 成 的复合 体 发 挥 协 同作 用 ， 现 出较 大 表
的刚度 和较 强 的抵 抗 变形 能力 。 （） ２ 结构性 原 则 。从 支架 与 煤层 共 同作 用 形 成
塑性 变形 和剪 切破坏 ， 出现 碎胀 、 曲等变 形 。 弯
２ 巷 道 变 形 的 控 制 原 则
考虑 到巷道 煤层 特性及 不 同支 护结构 的承载 性
（ ） 型 钢 支 架 出现 严 重 偏 转 、 曲 、 曲 、 ２Ｕ 折 扭 内
挤 与 下插底 板 、 形成 尖顶 等 。
能 ， 从 整体 性 、 构 性 、 面性 、 效 性 原则 出发 ， 应 结 全 有 以积极 主动 的支 护方 式 为主 体 ， 现 对 巷道 围岩 变 实 形 的有 效控 制 。
中 图分 类 号 ： Ｄ ２ Ｔ ３２ 文献标志 码： Ｂ 文 章 编 号 ：０ ３— ５ ６ ２ １ ） １— ０ ５— ２ １０ ００ （０ ２ ０ ０ ５ ０
郑煤集 团公 司米 村 煤 矿 ２ ８煤 柱 工 作 面设 计 走
向长 为 １１ １～１１ ９ｍ， 斜 宽 为 １ ５～ １ 面积 １ ３ 倾 １ ２ １ｍ，
因 。据 室 内岩样力 学试 验 可 知 ， 巷 道 围岩 抗 压 强 该 度 均在 ２ ａ以下 ， 于 典 型 的 软 岩 。加 上 各 岩 ０ ＭＰ 属 层、 煤层 连续 性较差 ， 围岩整体 承 载能力 将受 到极 大
影响。
质 特征 有显 著变 化 ， 部 压 力 大 ， 层 更 加 松 软 ， 顶 煤 煤
・
作 者 简 介 ：杨 军 伟 （ ９７ ） 男 ， 南 襄 城 人 ， 术 员 ，０ ９年 毕 业 Ｉ８ 一 ， 河 技 ２０
于 河 南 理 工 大学 ， 从 事 煤 矿 技 术 管 理 工 作 。 现
５ ・ ５
２ １ 年第 １ ０２ 期
中 州煤 炭
总第 １３期 ９
（） ２ 工字 钢联锁 。采 用 １ １工字 钢 ４道联 锁 （ 图
（ ） 道变 形速 率 大且 变 形 持 续 时 间长 。矿 压 ３巷
监测 结 果 表 明 ， 道 掘 进 初 期 ， 巷 日变 形 量 １ ０～１ ５
ｍｍ， 掘后 的 ２— ３个 月 ， 道 一直 在 变 形 ， 巷 部分 地 点
（ ） 体 性 原 则 。 使 支 架 与 煤 层 实 现 共 同 作 １整 用 ， 证所有 支架 均发 挥可 靠的应 力作 用 ， 与支 架 保 且
（） ２ 地应力 大 。地 应 力 以水 平 应 力 为 主 ， 数 且 值较 大 。
（） ３ 支护强 度不 够 。受 巷 道工 程 地 质条 件 的 限 制， 支架 与 围岩 、 层 接 触 不 良， 成 整 体 支 护强 度 煤 造
不够 。
（ ） 板和 底角 未采 取 有 效 的控 制 措施 。原 支 ４底
的复合结 构 中的应 力 状态 出发 ， 过工 字 钢 联 锁 和 通 煤 层注水 ， 善支架 结构 中关 键部 位 的应 力状 态 ， 改 保 证 支架结 构整 体应 力 状态 的均衡 ， 避免 因局 部应 力 集 中 引起 的支架局 部 首先 失 稳 而破 坏 ， 而 导 致支 从 架 的整体 失稳 。 （ ） 面 性 原 则 。不 仅 要 加 强 巷 道 顶 帮 的支 ３全 护， 而且 要加 强巷道 底角 和底板 围岩 的支护 ， 成全 形 断面支 护结 构 ， 以有 效 控 制 由于底 角 变形 和 底 鼓 引 起 的支 护结 构顶帮 失 稳 ， 而导 致 支 护结 构 整 体 失 进
墙极 易 冒顶 片 帮 ， 其 是 该 巷 道 的 ｕ型 钢支 护段 ， 尤 支 架在 矿 山压力 的作 用下 ， 生 弯 曲 、 曲 、 裂 成 发 扭 断 尖状 等 严重 变形 现象 ， 道施 工 后 短 期 出现 严 重底 巷 鼓 。该 巷道 部分 断面 在施 工后 ２～ ３个 月 ， 底板 及 顶 两 帮最 大变形 量达 ８ ０ｍｍ， 以后巷 道维 护维 修带 ０ 给 来难 度 ， 并导 致生 产成 本增 加 。因此 ， 必须 采取 有效 措施 控 制巷道 围岩变形 ， 以确保 工作 面 的安全 生产 。