风井马头门简介

1、谢桥煤矿风井马头门及井壁变形破坏情况分析2014年01月一、工程概述一、工程概述 谢桥矿风井井筒-437.2m-470m段与7月31日开始施工，8月28日施工完毕，其中-460m南北两翼各4m，于9月1日正式开始施工，9月8日施工完毕。 在施工南北两翼回风大巷过程中，马头门及其连接井壁开始出现开裂、变形、片落缩径等现象，已造成井底套架立柱变形，罐笼不能正常沿着罐道正常运行，底板底鼓使轨道抬起、调整轨道、井底罐道整形及帮部井壁刷掘达1次/日，耽误时间2小时/日以上，严重地影响了正常生产。 南北两翼的马头门及回风大巷处于煤层中，煤层和顶底板岩石松软破碎、密度小、空隙大、强度低，易冒落，属不稳定岩层

2、，（具体地质情况见附图）。其中顶底板泥岩抗压强度小于25MPa，属于软岩。加上井筒四周均有断层，地层构造应力较大，所以井巷的软岩特征表现明显，难以支护，造成马头门及井壁破碎，底板底臌严重。北 翼 马 头 门南 翼 马 头 门煤 层泥 岩井筒中心线4 m4 m煤 层泥 岩泥 岩煤泥 岩5 0 2 . 54 5 0 . 74 2 2 . 04 1 8 . 05 . 02 . 95 . 15 . 04 . 02 8 . 71 2 . 60 . 17 . 80 . 32 . 50 . 2 61 6 . 4 40 . 1 20 . 3 50 . 51 0 . 8 34 1 3 . 0粉 砂 岩细 砂 岩

3、泥 岩4 0 5 . 04 0 7 . 9钙 质 粘 土粘 土 夹 砾 石砂 质 粘 土粘 土煤煤煤泥 岩泥 岩煤泥 岩4 9 1 . 6 74 9 1 . 1 74 9 0 . 8 24 7 4 . 2 64 7 4 . 04 7 1 . 54 6 3 . 44 7 1 . 24 6 3 . 34 9 0 . 7风井马头门附近地质剖面简图 风井马头门附近地质详图 2012年10月22日至2013年10月28日对马头门及回风大巷进行了实际观测，其中北翼马头门变形量最大为685mm，平均1.88mm/天；南翼马头门变形量最大为700mm，平均1.92mm/天；马头门底板以下井筒破坏段缩径140m

4、m。 二、风井马头门及回风大巷变形特征二、风井马头门及回风大巷变形特征05101520050100150200250300350400收敛量(mm)天(d) a b c北翼马头门 （2012.10.222012.11.11）0510152025303540020406080100120140160180200220240260收敛量(mm)天(d) a b c北翼马头门（ 2013.1.122013.2.18） 北翼马头门(2013. 2.182013.11.12)180200220240260280406080100120140160180200220收敛量(mm)天(d) a b c051

5、01520050100150200250300350收敛量(mm)天(d) a b c南翼马头门（2013.10.222013.11.11）0510152025303540020406080100120140160180收敛量(mm)天(d) a b c南翼马头门（2013.1.122013.2.18）南翼马头门（2013.2.182013.11.12）d180200220240260280220240260280300320340360380400收敛量(mm)天(d) a b c234560510152025303540455055收敛量(mm)天(d) a b c北翼大巷（2013.10

6、.222013.10.28）01020304050600510152025303540收敛量(mm)天(d) c北翼大巷（2013.9.162013.11.12）23456051015202530354045505560收敛量(mm)天(d) a b c南翼大巷（2013.10.222013.10.28）010203040506051015202530收敛量(mm)天(d) c南翼大巷（2013.9.162013.11.12）注：a长度为a边的收敛值；b长度为b边的收敛值；c长度为c边的收敛值。在马头门变形曲线中：在回风大巷变形曲线中：a长度为a边的收敛值；b长度为b边的收敛值；c长度为c边的

7、收敛值。三、马头门破坏原因分析三、马头门破坏原因分析 风井马头门处在泥岩与煤互层中，属不稳定岩层而且具有一定的膨胀性。井筒四周均有断层，地层构造应力较大。马头门开挖以后，围岩逐渐松动，较大的松动压力作用在支护结构上，并随着时间的延长压力越来越大，从而超过了支护结构的设计承载能力，使其变形过大而破坏。1、地质因素影响 由于地质条件的限制，井底车场巷道布置过于集中。马头门附近有等候室、水泵房、变电所、管子道等多条巷道和硐室。这些巷道纵横交错，岩体切割严重，应力集中和叠加现象较为突出，巷道之间岩柱偏小，从而影响支护结构的稳定性。2、集中应力影响 马头门原支护采用钢筋混凝土结构，支架缺乏让压性，又由于岩层松散破碎，巷道开挖后立即进行支护封闭，围岩正处变形活跃期，壁后变形能集聚而得不到释放，同时受到后续工程的施工引起的应力二次分布的影响，使变形压力进一步加强，当变形压力超过支护强度时即被压坏。3、支护结构与围岩应力不匹配 根据现场调研与实际马头门破坏情况，初次钢筋混凝土支护与二次返修U29型钢支架均存在壁后充填不实，且返修后的U29型钢