大傾角破碎復(fù)合頂板煤巷掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)研究

張軍輝

摘 要：回風(fēng)巷偽斜運(yùn)輸下山煤層傾角為34皛39埃驕？7啊5刂是榭齦叢櫻グ甯春掀撲椋諳锏讕蚪討諧魷至碩グ迨?、煤闭~镅現(xiàn)氐任侍狻R愿霉ぷ髏嫦殖∥匝櫚氐悖芯扛叢猶跫孿锏讕蚪討諧魷值奈侍猓攵蘊(yùn)菪蝸锏藍(lán)廈嬤貧尚行災(zāi)Щし槳覆⑷〉昧己瞇Ч？

關(guān)鍵詞：大傾角 破碎復(fù)合頂板 頂板失穩(wěn) 片幫嚴(yán)重 梯形巷道

中圖分類號(hào)：TD353 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-3973（2013）007-042-02

1 前言

巷道施工過程中，巷道支護(hù)尤其是復(fù)雜條件下的大傾角巷道支護(hù)依然是一個(gè)技術(shù)難題。從目前現(xiàn)有的巷道支護(hù)技術(shù)來講，第一種是最初的砌碹、架棚、金屬支架支護(hù)等，該類支護(hù)屬于被動(dòng)支護(hù)形式；第二種是以錨桿支護(hù)為核心的主動(dòng)支護(hù)，例如錨網(wǎng)、錨噴及錨桿索聯(lián)合支護(hù)等?，F(xiàn)階段最先進(jìn)的巷道支護(hù)技術(shù)是從改變圍巖內(nèi)部結(jié)構(gòu)、改善圍巖整體性能入手的主動(dòng)支護(hù)形式。

本文結(jié)合新疆焦煤集團(tuán)二一三零煤礦11221回風(fēng)巷偽斜運(yùn)輸下山的實(shí)際地質(zhì)條件，以巷道頂板冒頂、煤壁片幫控制為主要切入點(diǎn)，對(duì)大傾角條件下掘進(jìn)過程中存在的問題進(jìn)行研究。

2 巷道概況

該巷道位于1-1#煤巖層中，1-1#煤層在該區(qū)域內(nèi)賦存較穩(wěn)定。煤層厚度為2.20-3.83m，平均厚度為2.90m；煤層傾角為34皛39埃驕？7啊8妹翰鬮倍ノ？.18m厚的炭質(zhì)泥巖。煤層直接頂板為3.58m厚的炭黑色薄層粉砂巖、肉紅色中砂巖、灰白色粉砂巖，互層、層理發(fā)育而成。老頂為15.25m厚的灰黑色粉砂巖與鐵紅色細(xì)砂巖互層、層理發(fā)育而成，并且風(fēng)化易碎。煤層底板以粉砂巖為主，個(gè)別為粗砂巖及細(xì)砂巖互層、層理發(fā)育而成，裂隙為鈣質(zhì)充填。施工范圍內(nèi)無斷層及褶，煤層底板為不穩(wěn)定底板，煤層圍巖多為粉砂巖、結(jié)構(gòu)面為層理面，次為局部地段的節(jié)理及裂隙。該工作面掘進(jìn)區(qū)段離地表較近，在掘進(jìn)過程中有地表水的影響，工作面上部有原來1#煤層采空區(qū)，在掘進(jìn)到該區(qū)段時(shí)要進(jìn)行采空區(qū)探放水工作。工作面在巷道掘進(jìn)過程中還會(huì)受到原上部采空區(qū)的影響。

3 方案設(shè)計(jì)

11221回風(fēng)巷偽斜運(yùn)輸下山按照方位角262？9′38″，-10捌露染蚪蚪討邪湊罩邢呤┕ぁO擄錕謁擔(dān)躺？00？00mm鐵水槽，及時(shí)排除地表水對(duì)工作面造成的影響。該工作面自開口位置起掘進(jìn)約219m至+2200m水平（底板），按方位角283？7′40″施工至+2200m水平11221回風(fēng)巷拐點(diǎn)處，巷道長(zhǎng)度216.2m，坡度3‰，再按方位角286？7′36″施工+2200m水平11221回風(fēng)巷，巷道長(zhǎng)度68.5m，坡度3‰，該巷道在施工過程中，每間隔300m在巷道下幫設(shè)置一個(gè)材料硐室。

掘進(jìn)與支護(hù)順序作業(yè)，工作面采用臨時(shí)支護(hù)、特殊支護(hù)以及永久支護(hù)相結(jié)合的方式，巷道支護(hù)緊跟工作面。11221回風(fēng)巷偽斜運(yùn)輸下山選用錨網(wǎng)梁+錨桿索聯(lián)合支護(hù)方式，巷道上下幫、頂板錨桿選用 =16mm，L=2300mm的圓鋼錨桿，巷道上幫最下根錨桿選用 =16mm、L=1800mm的圓鋼錨桿，巷道頂板錨桿選用 16mm，L=1600mm的圓鋼錨桿，支護(hù)間排距為1200mm？200mm，排列方式為“三花”；巷道頂板錨索托梁選用L=2500mm的11#礦用工字鋼加工而成的“一梁兩索”一字梁，錨索排距5m，頂板錨索選用原材料為 =5mm？高強(qiáng)度、低松弛、粘結(jié)式鋼絞線， =15.24mm，錨深9m，錨索長(zhǎng)9.3m；巷道上幫錨索托梁選用L=2500mm的11#礦用工字鋼加工而成的“一梁兩索”一字梁，錨索托梁排距7.5m（11#礦用工字鋼中對(duì)中），錨索選用原材料為 =5mm？高強(qiáng)度、低松弛、粘結(jié)式鋼絞線， =15.24mm，錨深6m，錨索長(zhǎng)6.3m，錨固劑選用ck2335型樹脂錨固劑，錨網(wǎng)選用經(jīng)緯金屬網(wǎng)，每間隔20cm用12#鐵絲捆緊。巷道支護(hù)斷面圖及頂板支護(hù)圖如圖1，圖2。

4 工程實(shí)踐及經(jīng)濟(jì)效益分析

工作面煤體強(qiáng)度低、節(jié)理裂隙發(fā)育，且受構(gòu)造帶及動(dòng)壓的影響，是典型的復(fù)雜難支護(hù)巷道。在采用“錨桿索+一字梁”聯(lián)合支護(hù)方案后，巷道圍巖整體承載能力得到大幅度提高，巷道的破壞程度明顯降低。據(jù)成巷一個(gè)月后對(duì)巷道圍巖表面位移的觀測(cè)，頂板最大下沉量5mm， 底鼓量11mm，兩幫移近量16mm。該支護(hù)方案降低了巷道的失修率，減少了修復(fù)次數(shù)，避免了短期內(nèi)反復(fù)修復(fù)的現(xiàn)象，從而大大降低了成巷成本，提高了礦井的成巷掘進(jìn)速度。

5 結(jié)論

（1）復(fù)雜條件下的 Ⅳ，Ⅴ類巷道包括軟巖巷道、受采動(dòng)強(qiáng)烈影響巷道、圍巖破碎巷道、強(qiáng)烈底鼓巷道等，工作面巷道兼具上述幾類巷道的特點(diǎn)，巷道圍巖性質(zhì)不穩(wěn)，受采動(dòng)影響較大，圍巖變形量很大。分析研究這類巷道的支護(hù)技術(shù)有重要的現(xiàn)實(shí)意義和應(yīng)用價(jià)值。

（2）結(jié)合工作面實(shí)際條件確定巷道支護(hù)原則為：頂板采用錨桿索聯(lián)合支護(hù)系統(tǒng)，錨索梁的應(yīng)用使梯形巷道頂板支護(hù)形成一個(gè)統(tǒng)一的整體，提高了頂板穩(wěn)定性；上幫最下部錨桿帶偏角打入煤壁以控制底臌，煤幫采用“錨桿索+金屬網(wǎng)”的聯(lián)合支護(hù)方式，有效控制了片幫現(xiàn)象的發(fā)生。

（3）復(fù)雜條件下大傾角巷道的聯(lián)合支護(hù)實(shí)踐表明該方案的支護(hù)系統(tǒng)適用于這類巷道的支護(hù)，應(yīng)用后技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果顯著。

參考文獻(xiàn)：

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