上覆煤柱煤巷顶板全锚索支护技术试验研究.pdfVIP

煤 炭 科 技 2013年第4期 6 COAL SCIENCE TECHN0L0GY MAGAZINE No．4 2013 文章编号：1008—3731(2013)04—0006—03 上覆煤柱煤巷顶板全锚索 支护技术试验研究 李 猛 ，黄志彬 (1．徐州矿务集团有限公司 新疆天山公司，新疆 库车 842000；2．徐州矿务集团有限公司 生产技术部，江苏 徐州 221006) 摘 要：针对上覆煤柱煤巷采用常规锚网梁索支护出现的巷道围岩剧烈变形破坏、顶板离层严 重、支护失效的情况，对巷道围岩变形破坏的程度进行了现场勘查，并对巷道变形破坏、支护失 效的原因进行了分析，基于强力支护理论和锚索作用机理，提出顶板全锚索支护方案，并付诸工 程试验，取得了成功，解决了支护难题，取得了宝贵的技术经验，为深部、高应力、断层等复杂困 难条件下的巷道支护提供 了依据与借鉴。 关键词：上覆煤柱；煤巷；强力支护理论；锚索作用机理；顶板全锚索支护 中图分类号：TD353 文献标志码：B 山西组7、9煤是徐州西部矿区的主要开采煤层， 1．1 上覆煤柱高应力 由于地质条件和开采技术等方面的影响，部分煤矿将 上覆7煤开采 以后，其采空区上方岩层重量将 9煤工作面巷道布置在上覆7煤工作面残留的煤柱下 向周围支承区转移，在采空区周 围形成支承压力带， 方，采用常规锚网梁索支护出现了巷道变形剧烈、顶 相邻采空区所形成的支承压力会发生迭加 ，通过煤 板严重离层，甚至支护失效、巷道破坏等问题，支护效 柱传递到底板岩石中，使其煤柱形成峰值很高的迭 果极差，掘进初期临时套棚加固、后期挑顶刷大扶棚 加支承压力(高应力区)，远远高于原岩应力 (4 6 修护。现实要求急需寻找一种新的支护方式以适应 倍)。 现 场条 件 ，保 证 巷 道 正 常安 全施 工 和 使 用 。 下覆掘进的9煤巷道和上覆7煤的层间距较近 (25m左右)，造成垂直方 向支承压力集 中程度偏 1 上覆煤柱煤巷变形破坏及原因分析 高；巷道离煤层底板垂深越小，影响越大，巷道越不 为查清上覆煤柱煤巷在锚网梁索支护条件下围 稳定。 岩的破坏程度 ，多次进行了现场勘查，发现巷道压力 上覆煤柱集中应力在水平方向煤柱#I-N扩展到 大、变形严重，尤其是顶板大面积出现裂缝、张开、坠 一 定的范围。巷道离煤柱边缘越近，所受支承压力 兜、离层，掘进不久即套棚加固，仍无法控制，掘进后 的影响越大 。 期不得以放顶 、刷大扶拱形棚支护 ，放顶、刷大直观 1．2 锚网梁索支护系统刚度不足 反映顶板离层深度在2．4m左右，即锚杆锚 固部分； 巷道破坏主要是变形不协调而引起。锚网梁索 同时具有断锚索现象 ，推断顶板离层影响深度在 支护系统刚度与围岩刚度存在不耦合，严重不足，不 5．0m左右；离层宽度在4．0m左右，两帮、底板变形 能阻止浅部和深部围岩变形后的能量积聚，并控制 量也较大，平均在2．0m左右。据此综合分析，上覆 在允许的变形范围之 内，避免因过度变形而破坏围 煤柱煤巷变形破坏、支护失效的主要原因为上覆煤 岩本身的承载强度，支护一围岩共同承载能力低。 柱高应力和锚网梁索支护系统刚度不足。 此外还有巷道埋深、上覆岩层重力、构造应力、 2013年第4期 李 猛等：上覆煤柱煤巷顶板全锚索支护技术试验研究