軟巖中掘進(jìn)支護(hù)的應(yīng)用

1、軟巖中掘進(jìn)支護(hù)的應(yīng)用摘要：通過對(duì)結(jié)合支護(hù)治理軟巖巷道進(jìn)展了闡述，表達(dá)了結(jié)合支護(hù)法適用條件、支護(hù)方式、方法。并對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)展了分析得出，軟巖巷道完全可以采用結(jié)合支護(hù)法進(jìn)展支護(hù)。關(guān)鍵詞：軟巖巷道支護(hù)應(yīng)用0引言雙陽礦井田面積30.15k2，可采儲(chǔ)量1.3億噸，礦井設(shè)計(jì)才能150萬噸，效勞70年。礦井采用斜井多程度開拓，二程度于2002年7月1日開工，2022年11月1日移交投產(chǎn)，礦井移交時(shí)，有一個(gè)采區(qū)一個(gè)綜采工作面，2022年消費(fèi)原煤67萬噸。雙陽礦井田煤質(zhì)牌號(hào)為長(zhǎng)焰煤，自然發(fā)火期為36個(gè)月，最短82天，地表標(biāo)高+108，煤層賦存深度為+30-600，煤層厚度0.83.2，煤層頂板為油母頁巖，破碎易

2、落，自身無承載才能，厚度為2050；煤層底板為泥巖、粉砂巖，膠結(jié)程度較差，遇水膨脹泥化，厚度1050。1巷道失修情況二程度移交時(shí)巷道總長(zhǎng)度為15763，主要運(yùn)輸、回風(fēng)巷道大局部為錨噴支護(hù)和少量的料石碹支護(hù)，回采巷道為每米兩架25#U型鋼拱架支護(hù)，移交時(shí)統(tǒng)計(jì)礦井一般失修率45，嚴(yán)重失修率為27。巷道的大量失修給礦井消費(fèi)帶來了諸多問題。1.1主要運(yùn)輸、回風(fēng)巷道失修降低了掘進(jìn)單進(jìn)，嚴(yán)重影響了礦井的正常接續(xù)工作。礦井設(shè)計(jì)時(shí)將主要運(yùn)輸、回風(fēng)巷道布置在距煤底板30深的砂巖中，錨桿噴混凝土支護(hù)7471，料石碹支護(hù)2077。從移交到2022年上半年料石碹支護(hù)根本全部失修，進(jìn)展翻修。錨噴巷道大局部已屢次拉底，斷

3、面縮小，噴層脫落，失修嚴(yán)重。不能滿足礦井運(yùn)輸、通風(fēng)需要，迫使掘進(jìn)隊(duì)停頓掘進(jìn)，進(jìn)展巷道翻修工作。2022年初到2022年上半年共翻修巷道4937，耗資960多萬元，2022年掘進(jìn)平均單進(jìn)不到30/月。礦井總計(jì)移交三個(gè)消費(fèi)工作面，實(shí)際移交兩個(gè)，2022年實(shí)際工作面消費(fèi)數(shù)為1.5個(gè)/a，2022年預(yù)計(jì)工作面消費(fèi)數(shù)1.8個(gè)/a。1.2回采巷道的失修使煤壁頻繁發(fā)火，降低單產(chǎn)。礦井移交時(shí)回采巷道總長(zhǎng)度為3581，采用25#U型鋼拱架支護(hù)，掘進(jìn)時(shí)支架間距為每米兩架，凈斷面102。到礦井移交時(shí)巷道凈斷面一般為62，最小42，大局部支架變形折斷，失修率高達(dá)90以上，使工作面安裝后不能正常消費(fèi)。2022年11月投

4、產(chǎn)到2022年3月初，僅消費(fèi)原煤3.05萬噸，工作面平均月產(chǎn)3816噸。影響開采的因素有以下幾個(gè)方面。第一，巷道修復(fù)影響開采。由于回采兩巷道失修嚴(yán)重，個(gè)別地段巷道斷面比設(shè)計(jì)施工斷面縮小60，不能滿足工作面運(yùn)輸、通風(fēng)及行人等要求。礦組織一個(gè)綜采隊(duì)、兩個(gè)掘進(jìn)隊(duì)和三個(gè)維修隊(duì)共計(jì)620多人分別對(duì)移交的兩個(gè)工作面4條順槽進(jìn)展翻修。大量的翻修工作不但從環(huán)節(jié)上影響了綜采消費(fèi)，而且在平安上存在著重大的隱患。煤層頂板的油母頁巖極不穩(wěn)定，非常破碎，每次翻棚都出現(xiàn)冒頂，一般頂板冒落高度24，最大高度15。這樣，要消耗大量的材料來維護(hù)巷道頂板，對(duì)綜采消費(fèi)影響很大。第二，超前交換支架影響開采。綜采工作面回采時(shí)，在距工作

5、面20以內(nèi)，兩巷要用木支架交換金屬支架。由于巷道失修或經(jīng)過屢次翻修，致使巷道頂板大面積活動(dòng)，再加之回采超前壓力作用，在超前交換支架范圍內(nèi)壓力增大，造成頂板嚴(yán)重冒落，有時(shí)最大冒頂高度達(dá)20。每次冒頂都造成綜采運(yùn)輸終斷，通風(fēng)和行人受阻，嚴(yán)重的影響正常開采。2結(jié)合支護(hù)2.1巷道破壞特征根據(jù)雙陽礦回采巷道易發(fā)火，掘進(jìn)后難以維護(hù)的實(shí)際情況，進(jìn)展重點(diǎn)攻關(guān)。在施工三采區(qū)12層運(yùn)輸順槽時(shí)我們進(jìn)展了現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)工作。該工作面采29#U型鋼可縮性支架，掘進(jìn)凈斷面102，支架間距每米兩架。巷道開掘24h后觀察，支架幫頂受力，48h后每晝夜底鼓5070，兩幫以每晝夜3050速度收斂，拱架開場(chǎng)變形，斷面縮小，煤壁溫度增高。

6、支架破壞的特點(diǎn)是支架先由超挖小的地方受力，然后超挖大的地方開場(chǎng)變形。25天后，巷道底鼓、變形緩慢，但是，如遇拉底和外來水的影響，巷道底鼓速度加大，支架變形嚴(yán)重，以致折斷。隨著巷道拉底次數(shù)和厚度增加，巷道底鼓及支架變形破壞程度隨之加大。2.2圍巖(煤壁)特點(diǎn)雙陽井田含煤地層(煤層頂?shù)装?巖石膠結(jié)程度較差，圍巖(煤壁)遇水、受振動(dòng)迅速膨脹變形，流動(dòng)性大，所以該礦屬軟巖礦井。從巷道支架變形可以看出，巷道開掘后原始應(yīng)力受到破壞，圍巖(煤壁)遇風(fēng)、受振動(dòng)產(chǎn)生膨脹力，即巷道壓力。巷道壓力受支護(hù)阻后向巷道底板無支護(hù)處傳導(dǎo)流動(dòng)，造成底鼓。由此看出軟巖有很強(qiáng)的流動(dòng)性。當(dāng)巷道底鼓變形到一定程度時(shí)，圍巖產(chǎn)生新的應(yīng)力

7、平衡，巷道呈暫時(shí)穩(wěn)定狀態(tài)。但隨著巷道遇風(fēng)、遇水、溫度變化和拉底等，圍巖(煤壁)繼續(xù)向深部風(fēng)化膨脹，流變活動(dòng)加快，這時(shí)對(duì)巷道支護(hù)會(huì)施加更大的壓力，致使支護(hù)破壞。轉(zhuǎn)貼于論文聯(lián)盟.ll.2.3結(jié)合支護(hù)針對(duì)圍巖的特點(diǎn)，我們進(jìn)展了多方面的研究和論證，最后確定用噴射混凝土的方法來封閉圍巖(煤壁)，以阻止其風(fēng)化膨脹，進(jìn)步支護(hù)強(qiáng)度。在施工三采區(qū)12層回風(fēng)順槽時(shí)，我們選擇了斷面一樣的兩種支護(hù)形式進(jìn)展試驗(yàn)。第一種：U型鋼可縮性支架加金屬網(wǎng)、噴混凝土支護(hù)，支架間距為每米兩架。掘進(jìn)作業(yè)方式為兩掘一噴，混凝土噴射厚度80120。第二種：竹錨桿掛金屬網(wǎng)噴混凝土支護(hù)。掘進(jìn)作業(yè)方式為兩掘一噴。竹錨桿長(zhǎng)度為1600，用水泥藥卷

8、錨固，錨桿的間排距為600，混凝土噴射厚度為100120。這兩種支護(hù)施工后我們及時(shí)設(shè)點(diǎn)，對(duì)巷道位移進(jìn)展觀測(cè)。通過分析得出了巷道變化破壞規(guī)律，認(rèn)為巷道的破壞、底鼓、兩幫收斂三者之間是成正比關(guān)系的。從而對(duì)選擇合適本礦巖石特點(diǎn)的支護(hù)形式提供了根據(jù)。竹錨桿噴混凝土支護(hù)巷道4個(gè)月以后重新翻修。對(duì)竹錨桿支護(hù)的失敗我們總結(jié)了以下幾點(diǎn)原因：圍巖松動(dòng)圈(2)已超過錨桿長(zhǎng)度(1.6)錨桿的本身強(qiáng)度不夠，受剪切力作用折斷；端頭錨固力沒有到達(dá)設(shè)計(jì)(5噸)要求；施工中沒有及時(shí)噴混凝土，底板沒有處理(無支護(hù))。支護(hù)試驗(yàn)和礦壓觀測(cè)證明，U型鋼加網(wǎng)噴混凝土支護(hù)是比擬可靠的。觀測(cè)120天，底鼓累計(jì)300左右，兩幫收斂累計(jì)不超過

9、200。巷道變形不大，完全可以滿足工作面回采需要，該工作面掘進(jìn)時(shí)已全部采用這種支護(hù)形式。噴射混凝土封閉圍巖的方法在最易發(fā)火、巷道嚴(yán)重失修的三采區(qū)8層二片工作面兩巷得到應(yīng)用。該工作面走向長(zhǎng)1269，原兩巷采用U型鋼支護(hù)，屢次進(jìn)展翻修。經(jīng)過全封閉后，實(shí)現(xiàn)了壁后注漿，效果很好，工作面月產(chǎn)能由封閉前的幾千噸進(jìn)步到5萬噸以上，可見軟巖礦井易發(fā)火、風(fēng)化、膨脹的煤體采用噴混凝土封閉的方法是可行的。通過理論我們不斷總結(jié)經(jīng)歷，更加完善軟巖巷道支護(hù)方法。如今我們?cè)谑┕せ夭上锏篮褪軇?dòng)壓影響的準(zhǔn)備巷道時(shí)，全部采用U型鋼和網(wǎng)噴混凝土結(jié)合支護(hù)。在效勞時(shí)間較長(zhǎng)的永久巷道維修和施工中，我們不但采用U型鋼加網(wǎng)噴混凝土支護(hù)，而且

10、還采用了大量錨網(wǎng)噴混凝土支護(hù)。鑒于軟巖巷道遇風(fēng)、遇水就膨脹泥化、底鼓嚴(yán)重的特點(diǎn)，在施工和維修永久巷道時(shí)全部采用混凝土鋪底方法封閉底板，其厚度一般為150350，這樣有效地控制了巷道底鼓，防止了巷道變形破壞。支護(hù)改革和巷道維修理論說明，對(duì)于雙陽煤礦，只有采取各種形式的結(jié)合支護(hù)，才能克制巷道壓力。3結(jié)合支護(hù)的經(jīng)濟(jì)效益由于我們成功的應(yīng)用了結(jié)合支護(hù)，給礦井帶來了宏大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。3.1減少了巷道維修量。礦井移交時(shí)巷道總長(zhǎng)度為15763，到目前為止，已投入2000多萬元的費(fèi)用進(jìn)展巷道維修，重復(fù)投入資金數(shù)量較大。采用結(jié)合支護(hù)后，大大的減少了巷道維修量，雖然一次性投資較大，但總的本錢是下降的。我礦采

11、用結(jié)合支護(hù)后，僅巷道維修一項(xiàng)每年就可節(jié)省資金1000多萬元，同時(shí)還減少了大量的巷道維修人員。3.2采用結(jié)合支護(hù)后能有效地控制煤巷自然發(fā)火，減輕了煤層發(fā)火對(duì)礦井消費(fèi)的危害程度，也為發(fā)火煤層的治理開拓了一條可行的途徑。3.3結(jié)合支護(hù)在回采巷道中的成功應(yīng)用給工作面回采、運(yùn)輸、通風(fēng)等帶來了極大的方便，可大幅度進(jìn)步綜采工作面單產(chǎn)。工作面回采時(shí)，當(dāng)回采超前壓力作用于結(jié)合支護(hù)時(shí)，混凝土噴層與U型鋼脫離，支架受力后可縮，不受破壞。在兩巷超前支護(hù)交換支架時(shí)，U型鋼支架回收方便；金屬網(wǎng)與噴層形成堅(jiān)硬的人工假頂，可有效地阻止頂板油母頁巖冒落，給綜采工作面前后端頭管理創(chuàng)造了有利的條件，工作面單產(chǎn)由原來的幾千噸進(jìn)步到5萬噸，最高月產(chǎn)到達(dá)7萬噸以上。3.4結(jié)合支護(hù)的成功應(yīng)用大大進(jìn)步了掘進(jìn)單進(jìn)，緩解了礦井接續(xù)緊張程度。由于結(jié)合支護(hù)能有效地阻止軟巖壓力，實(shí)現(xiàn)了一次成巷，減少