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深部高應(yīng)力回采巷道綜合支護(hù)技術(shù)

文檔作者：郝全明朱師波馬壟翔張衡文檔來源：內(nèi)蒙古科技大學(xué)礦業(yè)工程學(xué)院		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2025年03月17日
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總第164期
doi：10．3969／j．issn．1005—2798．2013．04．012
深部高應(yīng)力回采巷道綜合支護(hù)技術(shù)
郝全明，朱師波，馬壟翔，張衡
(內(nèi)蒙古科技大學(xué)礦業(yè)工程學(xué)院，內(nèi)蒙古包頭014010)
摘要：根據(jù)義煤集團(tuán)千秋煤礦21采區(qū)西翼工作面下巷埋深比較大的實(shí)際情況，為控制頂板壓力，減少成
巷后巷道變形量太大引起的翻修量大及帶來的煤層自燃問題，采用強(qiáng)支護(hù)和強(qiáng)卸壓的辦法來確保安全生
產(chǎn)，有效地控制了巷道變形。不僅增加了效益，減少了支護(hù)費(fèi)用，也為埋深增加、地質(zhì)構(gòu)造條件日益復(fù)雜和
沖擊地壓顯現(xiàn)更加強(qiáng)烈條件下的高應(yīng)力巷道的支護(hù)方法進(jìn)行了有益的探索。
關(guān)鍵詞：深部；回采巷道；高應(yīng)力；綜合支護(hù)
中圖分類號(hào)：TD353 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：1005—2798(2013)04—0031—02
千秋煤礦是河南大有能源股份有限責(zé)任公司的
骨干礦井，井田距河南省義馬市南部1—2 km，于
1955年建井，1958年投產(chǎn)，設(shè)計(jì)能力為60萬t／a，
2007年核定能力為210萬t／a。千秋煤礦開拓方式
為立井雙水平盤區(qū)上下山開拓，主采煤層為2—1、
2—3煤，井田走向長(zhǎng)8．5～10．0 km，傾斜長(zhǎng)1．4～
4．0 kln，面積17．645 5 km。。本井田以上侏羅統(tǒng)礫
巖為骨架，上部廣泛分布第四系亞粘土，地形較復(fù)
雜，屬低山丘陵區(qū)。21采區(qū)位于千秋井田西南部，
東南為千、躍煤礦邊界，南部以F16斷層為邊界，西
部為千、耿邊界，北部為該礦的姚四采區(qū)。21采區(qū)
上山已回采結(jié)束，目前千秋煤礦的主要采掘活動(dòng)集
中在21采區(qū)下山的東西兩翼。采區(qū)對(duì)應(yīng)地表為丘
陵山地，地面無大的水體和建筑物，地面標(biāo)高
+502．3～+639．6 m，平均+570．95 m，煤層埋深平
均在700 m。
1 問題提出
隨著埋深增加和地質(zhì)構(gòu)造條件的日益復(fù)雜，再
加上沖擊地壓顯現(xiàn)更加強(qiáng)烈，深部巷道圍巖應(yīng)力顯
著增大，成為巷道支護(hù)中的一個(gè)比較棘手的問題。
特別是在高應(yīng)力狀況下，受到影響的巷道支護(hù)則更
是煤礦巷道支護(hù)中的一個(gè)難點(diǎn)。千秋煤礦西翼工作
面下巷沖擊地壓比較頻繁。對(duì)于西翼工作面，由于
開采深度的增加，煤巖動(dòng)力現(xiàn)象、沖擊顯現(xiàn)趨于嚴(yán)
重，巷道維護(hù)難度很大。特別是巷道兩幫在掘后較
短時(shí)間內(nèi)即發(fā)生煤幫爆裂，使支護(hù)失效，且兩幫整體
位移量極大，使錨桿隨煤體整體內(nèi)移，不能發(fā)揮有效
的支護(hù)作用，造成該巷道無法采用常規(guī)的支護(hù)方法
來保證巷道的初步和長(zhǎng)期穩(wěn)定。如果不采取適當(dāng)?shù)?
支護(hù)措施，巷道兩幫和頂板的變形會(huì)愈加劇烈，最終
將導(dǎo)致巷道失穩(wěn)破壞，破壞之后的巷道支護(hù)與維護(hù)
會(huì)變得更加困難；巷道破壞后頂板和兩幫將更加破
碎，使巷道掘進(jìn)、支護(hù)與維護(hù)也變得更加困難?。
為了保證西翼工作面能夠安全順利的進(jìn)行生產(chǎn)，需
要采取新的合理的支護(hù)技術(shù)。
2 巷道支護(hù)設(shè)計(jì)
2．1 設(shè)計(jì)支護(hù)方案
因?yàn)槲饕砉ぷ髅鏇_擊地壓比較頻繁，埋深也比
較大。為了能夠更好地控制來自頂板的壓力，使巷
道成型后其變形量盡可能小，經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)的了解并且
做進(jìn)一步的分析和研究后，決定采取以主動(dòng)支護(hù)為
主，被動(dòng)支護(hù)為輔的方式進(jìn)行支護(hù)。為防止巷道圍
巖壓力增大造成36U型鋼棚支架變形嚴(yán)重，錨網(wǎng)支
護(hù)與支架之間必須預(yù)留0．3—0．7 m的“讓”壓空
間。形成錨網(wǎng)主動(dòng)支護(hù)、支架被動(dòng)支護(hù)、預(yù)留空間讓
壓支護(hù)為一體的聯(lián)合支護(hù)技術(shù)方案。
2．2 巷道斷面形狀與尺寸
西翼工作面下巷斷面形狀為拱形。巷道毛斷面
中間高4 800 mm，巷道凈寬6 317 lnmo具體見
圖1。
2．3 支護(hù)參數(shù)設(shè)計(jì)
錨桿設(shè)計(jì)應(yīng)遵循“錨固力高、可靠性強(qiáng)、預(yù)緊力
大、間排距寬”的設(shè)計(jì)原則。巷道錨網(wǎng)支護(hù)所用頂
板、兩幫的幫錨桿規(guī)格都為D22 mm X2 500 mm，托
盤規(guī)格為220 mm X 220 mm X 10 mm，頂板輔加W
型鋼帶，鋼帶規(guī)格4 000 mill×280 Itlm×3 mm，螺母
收稿Et期：2012．12—18
作者簡(jiǎn)介：郝全明(1957一)，男，內(nèi)蒙古包頭人，教授，碩士研究生導(dǎo)師，從事礦業(yè)系統(tǒng)工程、露天礦開采技術(shù)等方面的教
學(xué)及科研工作。
3l
2013年4月 郝全明等：深部高應(yīng)力回采巷道綜合支護(hù)技術(shù) 第22卷第4期
為加力加厚螺母，網(wǎng)為金屬菱形網(wǎng) 。
圖1 巷道支護(hù)設(shè)計(jì)及斷面示意(mm)
3 施工注意事項(xiàng)
根據(jù)實(shí)際情況和以往支護(hù)成功的經(jīng)驗(yàn)，在西翼
工作面下巷采用強(qiáng)支護(hù)和強(qiáng)卸壓的辦法來確保安全
生產(chǎn)。首先在巷道成型后，采用錨網(wǎng)索噴+注漿+
36U型鋼棚，并架設(shè)防沖支架加強(qiáng)支護(hù)，防止底鼓和
頂板壓力過大，斷面見圖2。
絞線
200
圖2 巷道防沖支架(mm)
布置錨桿孔時(shí)，一方面要按照設(shè)計(jì)的錨桿問排
距和孔深，錨桿間排距誤差控制在50 mm以內(nèi)，孔
深不得超過設(shè)計(jì)深度的50 mm；另一方面要保證錨
桿孔盡量垂直于巖層的賦存方向。頂板兩邊傾斜錨
桿、底角鎖角錨桿等要嚴(yán)格按設(shè)計(jì)角度安設(shè)。頂部
錨桿預(yù)緊力安裝后扭矩達(dá)到200 N·m以上，兩幫
錨桿設(shè)計(jì)預(yù)緊力扭矩為150 N·lIl以上。錨索的間
排距為l 500 mm×1 200 mm，在正頂部打設(shè)一個(gè)3
孔錨索托梁。為加強(qiáng)支護(hù)效果，該礦專門成立了壁
后注漿隊(duì)伍。注漿采用D20 mrn×3 000 mm的黑鐵
管，間排距2 000 mlTl X3000 mrn。對(duì)部分頂板松軟
地段，采用注化學(xué)材料(立固安、波雷因)或者水泥
等來增加頂板的強(qiáng)度，以此達(dá)到巷道成型較好的效
果。
32
由于巷道底板以含膨脹性礦物的泥巖和含較多
泥質(zhì)的粉砂巖為主，層理、節(jié)理較發(fā)育，巖層結(jié)構(gòu)為
薄層裂隙化組合，強(qiáng)度較低，抗剪切能力較弱，會(huì)出
現(xiàn)遇水膨脹和泥化現(xiàn)象，對(duì)巷道變形和嚴(yán)重底鼓起
著決定性的作用。為此，在西翼工作面巷道底鼓嚴(yán)
重地段采用底板組合錨索注漿加固，具體施工如下：
① 選好孔位固定好鉆機(jī)，按設(shè)計(jì)要求，在底板淺部完
整的前提下，用D80 mm的鉆頭直接打到設(shè)計(jì)孔深；
如發(fā)現(xiàn)塌孔或不成孔，就下1根D40 mm的注漿管，
進(jìn)行預(yù)注漿，然后再打，直至成孑L。② 將已經(jīng)解開、
順直的、裝有導(dǎo)向帽的錨索組推送入孔，直至孔底，
然后灌入42．5號(hào)普通硅酸鹽水泥配制的水泥漿
(漿液水灰比為0．6：1左右)4O L。③ 用水泥編織
袋堵塞錨索孔口，以防掉入雜物。④2 d后取出塞
孔水泥編織袋，下2根連接的D40 mm×3 000 mm
的長(zhǎng)注漿管，用棉絲或水泥袋纏繞在錨索上，用鉆桿
將其推至距孔口2．0 m處，將深部注漿管引到孔外。
⑤下底梁，上大、小托盤，進(jìn)行預(yù)應(yīng)力張拉，要求單根
顯示壓力10 MPa。通過預(yù)埋的封孔注漿管對(duì)封孔
段進(jìn)行封孔。⑥通過預(yù)埋的深部注漿管對(duì)錨索孔深
部進(jìn)行注漿，注漿壓力5～7 MPa。⑦錨索二次張
拉：深部高壓注漿3 d后進(jìn)行二次張拉，將3根錨索
逐根進(jìn)行張拉，指示表顯示壓力達(dá)到20 MPa時(shí)停止
張拉，卸下千斤頂，換用液壓剪切斷多余的鋼絞線。
⑧底板澆混凝土：現(xiàn)場(chǎng)澆注混凝土，混凝土標(biāo)號(hào)為
C25； 昆凝土厚度應(yīng)高于150 mm。⑨混凝土體下部
注漿：間隔3 m布置～排，每排2個(gè)注漿孔(按錨索
中間布排) j，孑L深6 m，孔徑D80 mm，注漿壓力
6 MPa。
在加強(qiáng)支護(hù)的同時(shí)，西翼工作面要采取多種卸
壓措施，為有效防治沖擊地壓及巷道變形，正前施工
大直徑卸壓鉆孔，深孔超前卸壓爆破進(jìn)行防治，巷道
兩幫采用深孔卸壓爆破、大直徑卸壓孔、煤層深孔高
壓注水等傳統(tǒng)卸壓手段，對(duì)煤體應(yīng)力進(jìn)行釋放和轉(zhuǎn)
移。為切斷頂?shù)讘?yīng)力傳遞，創(chuàng)新開展了上幫斷底爆
破(孔深20 m)，下幫斷頂爆破(50 rn)的防治新技
術(shù)。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)力顯現(xiàn)，對(duì)巷道進(jìn)行二次、三次卸
壓，降低或消除沖擊地壓發(fā)生的次數(shù)和強(qiáng)度。
4 效果分析
為檢驗(yàn)錨網(wǎng)索噴+注漿+36U型鋼棚，并架設(shè)
防沖支架綜合支護(hù)的效果，在施工完畢后，對(duì)巷道進(jìn)
行表面位移觀測(cè)。從統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可得：頂板最大下沉
量為6 mm／d，最小下沉量為1．8 mm／d；底鼓量降為
3．2～7．8 mm／d。在幾次強(qiáng)度較大的沖擊地壓發(fā)生
后，巷道變形較小， (下轉(zhuǎn)第34頁)
2013耳4月 胡正義：同寶礦礦井充水影響因素分析 第22卷第4期
質(zhì)泥巖等，同時(shí)煤層開采深度一般在100～200 m左
右。3號(hào)煤層頂板導(dǎo)水裂縫帶最大高度為62．1 m，
可溝通導(dǎo)水裂隙帶內(nèi)砂巖裂隙含水層，對(duì)礦井充水
產(chǎn)生一定的影響；9號(hào)煤層頂板導(dǎo)水裂縫帶最大高
度為35．30 m，15號(hào)煤層頂板導(dǎo)水裂縫帶最大高度
為70．8 m，煤層開采后不僅可溝通導(dǎo)水裂隙帶內(nèi)裂
隙含水層地下水，還可能溝通上部3號(hào)煤層采空區(qū)
積水，對(duì)礦井充水產(chǎn)生一定的影響。
1．4 采空區(qū)積水對(duì)礦井充水的影響
本礦為整合礦井，井田內(nèi)原有生產(chǎn)礦井4個(gè)，3
號(hào)煤層開采由來已久，存有多處采空積水區(qū)，采空區(qū)
在井田內(nèi)分布較為分散。一般新近采空區(qū)內(nèi)有導(dǎo)水
通道，積水量較少或沒有，而在位置相對(duì)較低處或采
空較久的地方，采空區(qū)內(nèi)有積水。這些積水在煤層
頂板巖石冒落導(dǎo)水裂隙帶或地質(zhì)構(gòu)造等不同溝通渠
道的作用下，可對(duì)煤層井巷產(chǎn)生不同程度的充水。
根據(jù)《煤礦安全手冊(cè)》第五篇礦井防治水中的
小窯老空積水計(jì)算公式計(jì)算3號(hào)煤層采空區(qū)積水
量。計(jì)算公式：
Q采=(K·M ·F)／cosa
K為采空區(qū)充水系數(shù)，介于0．25～0．50之間；
為煤層采高，采用煤層平均值，m；F為采空積水
區(qū)水平投影面積，m。； 為煤層傾角，采用平均值。
經(jīng)計(jì)算，井田內(nèi)積水區(qū)面積約611 700 m ，積水
總量約935 117 rn 。
1．5 地質(zhì)構(gòu)造對(duì)礦井充水的影響
區(qū)內(nèi)構(gòu)造形態(tài)主要為背、向斜構(gòu)造，地層傾角變
化不大，斷層及陷落柱不發(fā)育。理論上在背、向斜軸
部及轉(zhuǎn)折端，裂隙相對(duì)較為發(fā)育，有利于地下水的富
集。井田內(nèi)構(gòu)造帶富水性均較弱，但對(duì)礦坑充水仍
有一定影響。
1．6 井筒水對(duì)礦井充水的影響
井筒穿過揭露范圍內(nèi)所有含水層，其問必有一
定量的地下水沿井筒流下，成為礦坑涌水的一部分。
1．7 周邊礦井對(duì)礦井充水的影響
井田外北部為山西蘭花科技創(chuàng)業(yè)股份有限公司
唐安煤礦分公司，東部為山西高平科興平泉煤業(yè)有
限公司，西南部為山西蘭花科技創(chuàng)業(yè)股份有限公司
大陽煤礦分公司。3個(gè)礦井現(xiàn)均正常生產(chǎn)，礦井內(nèi)
有大面積的采空區(qū)，且有一定量的積水。據(jù)《礦井
地質(zhì)報(bào)告》顯示，礦井邊界處均無越界開采現(xiàn)象，且
距該礦生產(chǎn)工作面較遠(yuǎn)，因此對(duì)本礦充水影響不大。
1．8 奧灰水對(duì)礦井水的影響
井田內(nèi)奧灰?guī)r溶水水位標(biāo)高為565～580 ITI；井
田內(nèi)3號(hào)煤層底板最低標(biāo)高在740～860 m左右；9
號(hào)煤層底板最低標(biāo)高在690～810 m左右；15號(hào)煤
層底板最低標(biāo)高在650～780 m左右。煤層底板標(biāo)
高均高于奧灰?guī)r溶水水位標(biāo)高，因此本井田煤層不
存在帶壓開采問題，奧灰水對(duì)本井田礦坑充水影響
不大。
2 ’結(jié)語
礦井充水問題是每一個(gè)煤礦均面臨的復(fù)雜問
題，通過實(shí)際水文地質(zhì)資料及充水因素的綜合分析，
抓住關(guān)鍵的影響因素，采取合理的措施，能將礦井充
水對(duì)同寶礦開采9號(hào)、l5號(hào)煤層的影響降到最低。
[責(zé)任編輯：常麗芳]
(上接第32頁)支架完好，頂?shù)装逡平啃∮?
0．3 m，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于原支護(hù)時(shí)巷道頂?shù)装逡平?．3～
1．5 m的變形量，圍巖變形得到了有效控制，滿足了
礦井安全生產(chǎn)的需要。
5 結(jié)語
該技術(shù)成功解決了隨著埋深增加和地質(zhì)構(gòu)造條
件的日益復(fù)雜，沖擊地壓顯現(xiàn)更加強(qiáng)烈，深部巷道圍
巖應(yīng)力顯著增大，致使巷道破壞嚴(yán)重、難以支護(hù)的難
題，完全可以滿足生產(chǎn)需要，減少大量巷道維修費(fèi)
用。設(shè)計(jì)采用了錨網(wǎng)索噴+注漿+36U型鋼棚，并
架設(shè)防沖支架綜合支護(hù)，不但為千秋煤礦深部回采
巷道支護(hù)提供了有力的技術(shù)保障，促進(jìn)了礦井的安
34
全生產(chǎn)，同時(shí)也為類似條件下巷道支護(hù)提供了良好
的借鑒，為西翼工作面實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效創(chuàng)造了條件。
參考文獻(xiàn)：
[1] 魯建國．恩洪煤礦高應(yīng)力軟巖巷道錨注支護(hù)研究[D]．
西安：西安科技大學(xué)，2007．
[2] 張寅，杜建鵬，楊建軍．三軟煤層復(fù)合頂板高應(yīng)力巷
道綜合支護(hù)技術(shù)[J]．煤炭工程，2008(8)：28—30．
[3] 崔文泰，楊飛霞．煤礦深部高地應(yīng)力巷道軟巖底板大變
形的控制[J]．煤，2012，4(152)：5—7．
[責(zé)任編輯：常麗芳]

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