三軟煤層的支護(hù)

1、三軟煤層的支護(hù)1 三軟煤層采用支護(hù)技術(shù)的必要性三軟煤層是指頂板、 地板及開采曾都比較松軟的復(fù)雜的煤層 地質(zhì)結(jié)構(gòu)， 在開采中具有很大的難度， 對開采技術(shù)是一個非常大 的挑戰(zhàn)。 特別是在煤巖層中進(jìn)行巷道挖掘和開采， 使得圍巖的原 始力受到破壞， 巖體的經(jīng)應(yīng)力受到威脅， 容易產(chǎn)生巖石斷裂或者 坍塌的現(xiàn)象。煤層的經(jīng)應(yīng)力主要取決于巖石的強(qiáng)度和其彈塑性的分布。 而 三軟煤層的強(qiáng)度比較低， 開挖后又破壞了原來巖層的結(jié)構(gòu)， 使得 二次應(yīng)力受到了威脅， 巖體進(jìn)入塑性變形， 因此需要加強(qiáng)其支護(hù) 的力度，保證原來的巖層結(jié)構(gòu)，才能較好的馳騁煤層，完成開采 過程。否則，挖掘巷道后會破壞原有的煤層結(jié)構(gòu)，煤層的支持力 度不

2、夠，應(yīng)力集中，在巷道兩幫的巖梁支撐點(diǎn)發(fā)生斷裂。而對于相對較硬的煤層， 如果使用進(jìn)入塑性狀態(tài)的支付將會 喪失其原有的承載力， 進(jìn)行巷道開挖之后， 塑性能將以各種形式 釋放出來。 這時候采用支護(hù)的技術(shù)進(jìn)行煤層支持， 取代原有的承 載力，雖然開挖后引起的向臨空區(qū)運(yùn)動的合力不僅僅是靠支護(hù)力 承擔(dān)，但是塑性狀態(tài)的不可避免使得支護(hù)力變得非常必要。 考慮 到要將其巖層巨大的塑性能以某種方式釋放出來， 在軟煤層設(shè)置 支付的過程中勢必要有足夠的變形空間和釋放空間。 三軟煤層的 挖掘比較容易， 但要保障其安全和穩(wěn)固卻有一定的困難， 特別是 其維護(hù)需要相當(dāng)先進(jìn)的支護(hù)形式和支護(hù)技術(shù)作為保障。當(dāng)前面的三軟煤層，及各個結(jié)

3、構(gòu)和性質(zhì)差異較大的巖石層結(jié) 構(gòu)，缺乏一種能夠普遍適應(yīng)的支護(hù)方法。但是對于三軟煤層，進(jìn) 行有效的支護(hù)必須要根據(jù)其性質(zhì)和地壓的特點(diǎn)進(jìn)行合理的選擇 和必要的勘測。在正確勘測其巖層的結(jié)構(gòu)和特性之后， 選擇相應(yīng) 的巷道位置和斷面技術(shù)，使其處于穩(wěn)定的狀態(tài)。2 支護(hù)技術(shù)的運(yùn)用思考2.1 位置選擇的科學(xué)性 在選擇挖掘巷道的位置時首要考慮的是其穩(wěn)定性。一方面， 要盡量將其選擇在煤層質(zhì)地均勻、 雨水膨脹量小的地區(qū)，同時保 證其抗壓力適當(dāng)，準(zhǔn)確勘測其巖層的性質(zhì)和結(jié)構(gòu)；另一方面，盡 量避免受到支撐壓力的影響。 三軟煤層經(jīng)過開采之后，其支護(hù)的 壓力會有顯著的增加，“其壓力大小與煤層距離和落煤方式有 關(guān)，用風(fēng)鎬落煤時，巖

4、石大巷距煤層達(dá) 20m30m寸，基本不受動 壓影響。除要避免移動支承壓力的影響外， 還必須避開采煤工作 面上下固定支承壓力的影響范圍， 把巷道布置在應(yīng)力降低區(qū)或原 巖應(yīng)力區(qū)內(nèi)為最好?！?.2 支護(hù)方式的合理化根據(jù)三軟煤層的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和巖層性質(zhì)， 在其巖層結(jié)構(gòu)中歐年 該進(jìn)行巷道開掘必然會引起其塑性的平衡和彈性受到影響。 這時 候支護(hù)的主要作用就是控制其穩(wěn)定性和抗壓力程度， 防止其在松 動過程中由于膨脹變形而塌陷。一般來說，軟煤層受到破壞之后， 其變形量越大，支護(hù)的難度越大，而采取單一的支護(hù)方式難以有 效實(shí)現(xiàn)其穩(wěn)定性的目的。一般來說，在挖掘過程中采用的支護(hù)方式主要有錨帶網(wǎng)+架棚聯(lián)合、圍巖加固 +錨網(wǎng)

5、噴、二次錨網(wǎng)噴和錨梁網(wǎng) +錨索聯(lián)合幾種 方式。而三軟煤層的挖掘最好的方式就是錨梁網(wǎng) +錨索聯(lián)合支護(hù)。 因為在松軟的煤層中，破壞性的進(jìn)行巷道挖掘，將會出行圍巖變 形甚至是位移的風(fēng)險，嚴(yán)重的甚至?xí)霈F(xiàn)巖層斷裂和垮落。 如果 只是簡單的采用梯形支架難以有效實(shí)現(xiàn)其穩(wěn)定狀態(tài)， 有可能安生 斷糧和折腳的危險。即便使用了混凝土進(jìn)行支護(hù)， 也容易受到不 均勻的地壓沖擊。因此，對于三軟煤層這種特殊的不良底層，使 用的支護(hù)結(jié)構(gòu)一般都要二支護(hù)， 即：“一次支護(hù)應(yīng)按照圍巖與支 架共同作用的原理，選用剛度適宜、具有一定柔性或可縮性支架。 既允許圍巖產(chǎn)生一定量的變形移動， 以發(fā)揮圍巖的自承力；同時 又能限制圍巖發(fā)生過大的

6、變形移動。 進(jìn)行圍巖位移速度和位移量 的量測，并繪出相應(yīng)的變化曲線。二次支護(hù)應(yīng)在圍巖地壓得到釋 放，一次支護(hù)與圍巖組成的支護(hù)系統(tǒng)基本穩(wěn)定之后進(jìn)行。”2.3 斷面形狀選擇的適當(dāng)化由于三軟煤層的地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜， 巖層性質(zhì)特殊化，支護(hù)不僅 僅受到巖層本身的重力作用，同時巖層周圍由于變形和結(jié)構(gòu)的破 壞產(chǎn)生的膨脹壓力通過各種形式釋放出來， 威脅到支護(hù)的穩(wěn)定性 作用。因此如果采用一般的直墻半圓拱或三心拱開斷面難以有效 的實(shí)現(xiàn)其支護(hù)作用。在選擇斷面形狀的時候必須要全面進(jìn)行巖層 勘測，了解其特性，有針對性的選擇斷面形狀。一般來說，斷面 形狀的選擇主要取決于其壓力的大小和方向。壓力小則選用直 墻；壓力大則選用圓形

7、巷道斷面。2.4 底板管理的嚴(yán)謹(jǐn)化 三軟巖層的巷道挖掘難免要破壞其地址結(jié)構(gòu)，使其壓力劇 增，導(dǎo)致膨脹性的巖圍難以用一般的支護(hù)方式進(jìn)行支護(hù)。 底鼓的 發(fā)生表明安設(shè)底拱的作用不容忽視。 因此，在進(jìn)行合理支護(hù)的過 程中勢必要進(jìn)行底鼓問題的處理。 目前，可采用的底鼓防護(hù)措施 一般是“砌塊砌筑底拱”，但是其效果并不佳，一旦發(fā)生底鼓， 錨桿翹起，將更難以得到有效的處理。 因此需要用嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)的態(tài) 度積極處理底板的安全問題，根據(jù)其支護(hù)的方式選擇底板控制手 段?！叭粲脠A碹或近似圓碹作二次支護(hù)，則要按砌底拱、壓墻、 砌拱的順序施工，一次完成。錨噴支護(hù)作一次支護(hù)，則可在一次 支護(hù)完成一段時間、底板應(yīng)力得以充分釋放之后再砌底拱， 與二 次支護(hù)同時完成較好?！? 結(jié)論綜上所