联合支护技术在三软矿区岩巷大跨度交岔点处的应用

２０１５年第２期　中州煤炭　总第２３０期　联合支护技术在三软矿区岩巷大跨度交岔点处的应用　张振飞　（河南永华能源有限公司嵩山煤矿，河南偃师４７１９００）　摘要：嵩山煤矿所属煤层赋存状态为典型的三软煤层，矿井的岩巷主要布置在Ｌ　石灰岩、砂质泥岩、粉砂岩　中。针对矿井地质条件，在施工２２０１・ｌ　联络巷的中部行人联巷交岔点“牛鼻子”时，通过优化设计，采用锚　网喷＋壁后注浆＋对穿锚索梁联合支护方式加固交岔点“牛鼻子”，有效提高了交岔点“牛鼻子”的支护强　度．改善了交岔点易变形的情况，且支护效果良好。　关键词：三软煤层；锚网喷＋壁后注浆＋对穿锚索梁；联合支护；交岔点　中图分类号：ＴＤ３５３　文献标志码：Ｂ　文章编号：１００３—０５０６（２０１５）０２—００７３—０３　嵩山煤矿隶属河南永华能源有限公司，地处偃　师市府店镇境内，属瓦斯矿井，水文地质条件中等，　２０１０年投产，设计生产能力６０万ｔ／ａ。矿井主采二　固支护对围岩的控制效果良好，能使岩层形成一个　致密的整体　；预应力锚索在加固时将锚索置入巷　道围岩深部稳定岩体上，然后对锚索施加预应力。锚　索预应力通过托板将巷道围岩整体连接在一体，阻　止岩层的整体外移，并使岩层保持整体稳定　。　叠系山西组二　煤层，煤层倾角为９。一２０。，煤层呈　粉状，煤层坚固性系数ｆ＜１；煤层顶板以泥岩、砂质　泥岩为主，细粒砂岩及粉砂岩次之；底板主要为泥　岩、砂质泥岩，次为粉砂岩，属典型的三软煤层。　３加固“牛鼻子”的背景　交岔点掘进后，受到交接巷道顶板卸压区和两　１　工程及地质概况　２２０１．１　联巷中部行人联巷位于嵩山煤矿２２采　区，该巷道主要位于二．煤层底部的Ｌ，石灰岩、砂质　泥岩、粉砂岩中，岩石坚固性系数　＝６—７，中部行人　帮的支撑压力区相互叠合影响，“牛鼻子”成为交岔　点施工的应力最集中部位，交岔点的“牛鼻子”部位　岩体受到爆破作用，又由于墩柱岩体厚度较小，以往　“牛鼻子”处的锚网喷支护受交岔点应力及底板压　力释放的作用，导致交岔点的“牛鼻子”岩体断裂和　坍塌，“牛鼻子”交岔点巷道承压强度低，需后期采　用人工砖垒柱子或使用点柱加固“牛鼻子”，以弥补　支护强度。　联巷与２２０１　１　联巷及２２０１胶带岩石集中巷相连　接，２２０１．１　联巷断面设计为直墙半圆拱形，断面净　规格为３．２　ｍ　ｘ　３．２　ｍ，掘进断面为１０　ｍ　；中部行人　联巷设计为梯形半圆拱形，断面规格为４．４　ｍ　Ｘ　３．０　ｍ，掘进断面为１２．５　ｍ　，２条巷道均为锚网喷支护，　“牛鼻子”处起始宽度一般在８００　ｍｍ左右，在　“牛鼻子”处垂直巷道帮部无法施工锚杆，锚杆穿皮　达不到支护的效果，通过研究分析，在“牛鼻子”处　采用锚网喷＋壁后注浆＋对穿锚索梁加固，先对　“牛鼻子”进行锚网喷进行成型施工，然后再进行壁　后注浆加固，最后在“牛鼻子”两侧施工对穿锚索　该交岔点最大跨度宽为９．１　ｍ。　２联合支护设计思路　锚网喷支护能使围岩形成一个整体，加挂金属　网构成一定强度的加固带，对巷道围岩起到足够的　支护加固作用，限制围岩碎胀变形；壁后注浆有效地　控制了围岩的变形，巷道进行锚注加固以后围岩变　梁，利用锚索两端托盘的预紧力，对交岔点中间的岩　柱施加横向约束，通过注浆增大岩体的黏结力和摩　擦力，提高岩体的整体性，再通过锚索梁使“牛鼻　子”两侧围岩相互作用，改善巷道整体受力状态，增　加了交岔点的巷道整体稳定性　。　形很小，且在较短时间内趋于稳定，注浆锚杆注浆加　收稿日期：２０１４—１１—０３　４注浆锚杆支护原理　注浆锚杆支护是在岩体内打钻孔、装入锚杆，以　・作者简介：张振飞（１９８８一），男，河南上蔡人，助理工程师，２０１０年　毕业于河南工程学院，现从事采矿工程技术工作。　７３・　２０１５年第２期　张振飞：联合支护技术在三软矿区岩巷大跨度交岔点处的应用　总第２３０期　６　支护效果　该交岔点“牛鼻子”白２０１２年８月加固并服务　等支护方式不能保证交岔点“牛鼻子”的长期稳定，　影响矿井安全生产。采用锚网喷＋壁后注浆＋对穿　锚索梁联合支护技术，较大程度上提高了交岔点　２２０１综采工作面回采结束，至今保持较完整，该巷　道采用联合支护方式加固后变形量较小，但受工作　面采动及交岔点跨度大的因素影响，巷道在采动过　“牛鼻子”围岩的完整性，使“牛鼻子”处巷道状况大　为改善。　（２）根据工程现场条件及岩层情况，在软岩、岩　层破碎带及地质构造带施工交岔点采用该方法支护　还有待进一步改善。　参考文献：　［１］　杨运峰．高应力破碎带大断面巷道支护技术［Ｊ］．煤炭工程，　２００６ｆ５）：１８＿２Ｏ．　后顶底板压力显现，底板鼓起，交岔点应力显现明　显，“牛鼻子”处出现轻微的开裂。由于该交岔点布　置在Ｌ，石灰岩的下部，且该层岩石较稳定，通过对　交岔点处的２次人工落底，交岔点趋于稳定。　实践表明，锚网喷＋壁后注浆＋对穿锚索梁支　护对交岔点“牛鼻子”巷道变形控制较好，而在受综　采工作面回采影响下才发生较大的变形，但变形后　又趋于稳定。该试验说明，在三软矿区的岩巷交岔　［２］　高峰，夏志村，蒋国强．Ｕ型钢棚新型支护在软岩交叉巷道中　的应用［Ｊ］．煤矿现代化，２０１２（４）：１８－２０．　［３］　乔卫国，乌格梁尼采，彼尔绅　巷道注浆加固合理滞后时间的　确定［Ｊ］．岩石力学与工程学报，２００３，２２（Ｓ１）：２４０９．２４１１．　点“牛鼻子”处采用锚网喷＋壁后注浆＋对穿锚索　梁联合支护，对控制易变形的“牛鼻子”具有较好的　支护效果。　［４］　李博章．注浆锚杆在软岩大断面巷道支护中的应用［Ｊ］．陕西　煤炭，２００７（１）：４７４８　［５］魏好军．锚网喷＋锚索＋Ｕ３６型钢双棚腿＋壁后注浆联合支　７　结语　（１）大跨度巷道交岔点巷道应力集中，围岩及　其顶板承受压力大，支护难度大，采用锚网喷、架棚　护在破碎顶板交叉口施工中的应用［Ｊ］．科技信息，２０１３（７）：　４３３．　（责任编辑：秦爱新）　（上接第４１页）　原已施工的井壁在施工时要二次　破坏、浇筑。抛渣段注浆质量难以控制，止浆垫强度　及封水难以保证。　（３）强排水后施工混凝土止浆垫。进行强行排　应急事件的时间，提高了处理意外事件的成功率。　（３）避免了传统的治理突水工艺所造成的二次　投入。采用井下打止浆垫、回填注浆等技术时，止浆　垫及回填部分需重新破除并支护，而该技术利用永　久支护作为治水构筑物，对缩短工期及节约成本具　有特殊意义。　水，然后在工作面构筑混凝土止浆垫。排水及构筑　止浆垫工期均较长，后期止浆垫需破除。止浆垫质　量难以控制，强行排水易造成地表沉降和井壁坍塌。　参考文献：　［１］高志刚．地面注浆堵水充填骨料工艺技术［Ｊ］．煤矿开采，　２００５，１０（４）：７８—７９．　５　结语　该技术针对当前棘手的立井井简突水事故，提　出了治理突水的新理念及新方法，以创造良好的注　浆条件为前提，以传统的防治水理论为基础，结合现　场实际，运用机动灵活的处理工艺，实现对突水事件　的治理。　［２］　孙尚云．井下水文钻孔施工及突水治理工程实践［Ｊ］．煤炭技　术，２００７（１２）：８６—８７．　［３］　国家煤矿安全监察局．煤矿防治水规定［Ｍ］．北京：煤炭工业　出版社，２００９　［４］　张文山，王刚．近含水层工作面防治水施工技术［Ｊ］．中州煤　炭，２０１３（９）：８９—９０，９２．　（１）提倡了新的治水理念。在处理突水事件的　过程中，转变了传统的一味以“堵”、“截”为主导的　治水思想，提供了一种新的先“引”、“泄”，再逐步截　流，后“封堵”的治水思维的缓冲理念。　（２）采用新的处理突水技术。该技术不仅操作　灵活，简单明了，而且更有预见性，大大缩短了处理　［５］　周兴旺．注浆堵水加固技术及其应用［Ｍ］．北京：煤炭工业出　版社．１９９８．　［６］　冯旭海综合注浆技术的应用与发展［Ｊ］．中国矿业，２０１１（２）：　９４．９７．　（责任编辑：秦爱新）　７５・　・