可缩性圆形支架壁后充填注浆加固技术研究.pdfVIP

第 63卷 第 2期 有 色 金 属 Vo1．63，No．2 20 11年 5 月 NonfeITOUSMetals Mav 20 11 D0I：10．3969／j．issn．1001—0211．2011．02．056 可缩性圆形支架壁后充填注浆加固技术研究 李书民，孙小岩，张 丰 (义马煤业集 团股份有限公司 常村煤矿 ，河南 义马 472431) 摘 要 ：通过对常村煤矿轨道下山采用锚网(索)+36U型钢等常规支护形式失败的原因进行分析，得出巷道可锚性差是造 成锚杆锚固力低和锚 固效果差的主要因素；同时对巷道断面的选择和壁后充填注浆加 固机理的分析，提出采用可缩性圆形支架壁 后充填注浆加固技术 。实践证明，采用可缩性圆形支架壁后充填注浆加 固技术可有效解决软岩巷道变形的难题 ，为常村煤矿类似 的巷道提供了一 个有效的支护新途径 。 关键词 ：软岩巷道；壁后充填；注浆加固；可缩性圆形支架 中图分类号：TD353 文献标识码 ：A 文章编号 ：1001 和锚固效果差 ，这些给支护工作带来新的难题 ，原来 1 问题 的提 出 的 “锚网喷 +36U型钢”支护 已不能适应此类围岩 ， 义煤集团常村矿位于河南省义马市东南部，井 必须探索和寻找合理 的支护形式和支护参数，达到 田面积为 13．63km 。1958年建矿 ，经过三次改扩建 围岩加固的目的，满足安全和生产的需要。 后 ，现设计生产能力达到 180万 t／a。常村煤矿为斜 通过对软岩特征及其支护机理进行认真分析研 井多水平上下 山开拓方式 ，现最大采深近 700m，主 究 ，决定采用 “锚网索 +喷浆、注浆壁后充填 +36U 采煤层为 2—1煤和 2—3煤 ，煤层底板 自下而上依 型钢全断面封闭圆形支架”的复合支护形式。 次为底砾岩 、砂岩、泥岩、灰质泥岩；伪顶为细砂岩； 3 可缩性圆形支架与壁后注浆加 固机理 直接顶多为泥岩 ；老顶为泥岩 。其中泥岩、碳质泥岩 强度较弱 ，抗风化 、抗水 能力差 ，遇水后 易膨胀 、流 3．1 巷道断面形状选择 变，造成巷道变形加快。巷道先后采用了锚 网(索) 软岩形成的矿压特点主要有两点…：1)岩体抗 喷、架36U(25U、29U)型钢拱型支架 以及锚网喷架 压强度低 ，具有极强的膨胀性和流变性。围岩收敛 联合支护等多种支护方式 ，都难以控制巷道变形，严 变形大 ，且大部分不可逆 ；2)变形地压大，刚性支护 重影响了矿井 的安全生产 。且巷道采用锚 网 (索 ) 难 以维护。 喷和支架 u型钢拱型支架 ，施工掘进和修护工期较 软岩巷道支护所承受 的荷载主要是围岩周 围的 长 、材料费用投入较高 、工人劳动强度大、断面利用 变形压力，而可缩性圆形支架周围能承受压力 ，形成 率较低 、维修任务重。 一 个均匀应力场 。同时可缩性支架具有可靠的 工作阻力和可缩性 ，既适应围岩变形，保持巷道释放 2 方案确定 地压，又充分发挥支架的承载作用 ，能够很好地适应 煤轨下山是主要通风、运输 、行人巷道，因长期 软岩巷道 。 受单一盘 区采动应力叠加影 响，巷道压力大 、变形 3．2 壁后充填与注浆加固机理 快 、失修严重 ，已经反复多次扩修。巷道围岩松动圈 围岩注浆加固是利用浆液充填围岩的裂隙，将