边切眼大断面高地应力条件下支护技术.doc

边切眼大断面高地应力条件下支护技术论文摘要：合理有效的支护方式解决了大断面、顶板岩性差，支护困难的状况，为厚煤层，大支架的安装打下了基础，提高了工作面安装速度。煤矿掘进支护技术是煤矿生产的重要技术之一 ，也是煤矿采掘生产的重要环节，本文基于特殊复杂地质条件下，边切眼掘进大断面支护技术的研究与应用，对于大跨度、复杂地质及水文地质条件下支护进行了研究与实施，通过效果来看，支护良好，成为下一步类似条件下的首选技术之一。一、施工煤岩层地质条件该巷道位于吕梁山脉的东侧，属中低山侵蚀地貌，地表切割剧烈，沟谷纵横，地形复杂，沟谷及其两侧基岩裸露，山顶多黄土覆盖，其总的地势为北高南低。802切眼开门在8号煤层中，根据8#煤层揭露情况分析，煤层平均厚度4.33m。结构简单-复杂，含04层夹矸，夹矸最大厚度0.50m，为稳定的全井田可采煤层，倾角3-14，平均10，走向北东。8号煤层顶板为石灰岩或泥灰岩，厚1.2m左右，底板为砂质泥岩。顶板泥灰岩抗压强度为35.0140.3MPa，平均85MPa，抗拉强度为0.230.95MPa；属软弱岩石，稳固性差。8号煤层直接底为砂质泥岩及粉砂岩互层，抗拉强度为0.130.17MPa。上覆2#煤层为采空区，距离8#煤层79.3米，煤厚2.4米，局部存有宽20米煤柱，形成应力集中区，对下方8#煤的开采产生较大的影响。二、水文地质条件本工作面位于太原西山煤田古交矿区马兰精查区西部，根据山西省太原西山煤田古交矿区马兰勘探区精查地质报告分析，该巷涌水主要是顶板含水砂质泥岩、砂岩等裂隙水，老空水主要为上覆2#煤层老空水及801面老空水，对巷道掘进产生较大影响，造成顶板淋水，顶板岩石弱面加大，同时受底板奥灰水带压开采影响，支护困难。三、支护设计1.开切眼支护断面设计背景：8#煤层比较厚，厚达平均4.33米，工作面支架安设体积大，安设宽度、高度要求高。支架型号：ZY7000/24/50型；顶板压力大，局部有淋水，直接顶存有裂隙，弱面较多；岩石强度低，8#煤层顶板为L1石灰岩，局部大部分为砂质泥岩，厚度1.2-1.60m，平均1.45m，顶板泥灰岩抗压强度为1.9414.03MPa，抗拉强度为0.0230.095MPa，属软弱岩石，稳固性差；带压开采。2.802切眼永久支护设计方案：断面形状为矩形断面，净宽7.0m，中高4.3m，S荒=30.96m2，S净=29.4m2，采用锚网带、锚梁+支柱加密联合支护。3.支护理论：锚杆的组合梁作用：利用锚杆的拉力将层状岩层组合起来形成组合梁结构进行支护，组合梁作用的本质在于通过锚杆的预拉应力将原视为叠合梁的岩层挤紧，增大岩层间的摩擦力；同时，锚杆本身也提供一定的抗剪能力，阻止其层间错动。锚杆把数层薄的岩层组合成类似铆钉加固的组合梁，这时被锚固的岩层便可看成组合梁，全部锚固层能保持同步变形，顶板岩层抗弯刚度得以大大提高。钢带的作用是使巷道支护锚杆成为一个整体，同时整个顶板也成为一个整体，增加了抗载能力；由于巷道高、跨度大，同时上覆岩层由于岩性差，同时受裂隙水、承压区及上方煤柱的影响，压力大，顶板离层下沉带向上延伸较高，故采用第二组合加固方案：锚索梁。使支护稳定在上覆没有破坏的老顶基岩上。顶板支护得到保障；为确保万无一失，增加了第三组合加固方案，采用在原有主动支护的条件下增加被动支护，在巷道中间增加一排支柱，将顶板支护牢牢的稳住。四、支护方式及质量要求1.顶板采用22mm2200mm的等强螺纹钢式树脂锚杆配15015010mm钢板托盘，两帮采用20mm2000mm的等强螺纹钢式树脂锚杆配1201208mm钢板托盘，顶帮全断面挂菱形网，每排各采用一页四孔（3.1m）及五孔（4.0m）钢带搭接压网，锚索采用直径=17.8mm，L=6000mm钢绞线，每根锚索采用2卷CK2350型和1卷K2350型树脂锚固剂，锚固长度为1500mm，支柱采用直径不小于250mm，长度不小于5.0米的圆木。锚杆间排距：900900mm，钢带间排距900900mm，锚索梁间排距18001800mm，工字钢梁长度5米，3棵锚索吊挂，锚索间距1.8米。2.切眼內在皮带左侧支设一排木支柱，间距2.0米，支设木支柱距离迎头要求不大于30米。3.质量要求：锚杆间排距允许误差100mm，每棵锚杆每孔用CK2350、K2350树脂各1卷，锚固长度1.0m，锚固剂允许误差50mm，顶板锚杆锚固力100KN（25Mpa），安装质量不低于300Nm；两帮煤中锚杆锚固力70KN（18Mpa），安装质量不低于120Nm；锚杆外露丝20mm-50mm，锚杆按巷道正顶切点连线向两侧均匀布置，底角锚杆与水平线呈1030打入；巷道两帮肩角锚杆距顶板不大于400mm，倾斜角度根据顶板倾角调整，保证锚固端在顶板岩石中；巷道两帮最下一排锚杆距巷道底板不大于600mm，并向下倾斜，与水平线呈1030夹角，锚固端位于底板岩石中。附：支护图五、矿压显现观测巷道掘进过程中每隔50m设一组离层指示仪，每周进行数据读取记录，在落差较大的断层两侧15米范围内必须安设顶板离层指示仪，牌板显示。通过一段时间离层仪观测，顶板支护效果良好，顶板下沉位移量0mm，顶板无离层下沉现象。六、结论1.合理有效的支护方式解决了大断面、顶板岩性差，支护困难的状况，为厚煤层，大支架的安装打下了基础，提高了工作面安装速度。2.合