B060205断层破碎带巷道支护技术

断层破碎带巷道支护技术谭海滨蒋守来【新汶矿业（集团）公司潘西煤矿，山东莱芜271100】摘要随着矿井开采水平的日益加深，矿井地应力越来越大。为延长巷道服务年限和减少巷道维修费用，使井下巷道取得理想的支护效果，开拓巷道在普及锚、网、喷支护的基础上，又推广使用了锚索加固技术，安全通过断层破碎带。关键词断层破碎带联合支护应用开拓巷道是矿井进行正常生产活动的主要空间。随着开采深度的增加地压的增大，目前使用的传统的支护方式很难适应，或者说已无法满足生产的正常进行。为寻求更好的支护方式改善开拓巷道过断层破碎带的支护状况，我们对-740西大巷通过F3、F3—1断层破碎带时进行了联合支护试验。1试验巷道概况潘西煤矿可采煤层为3、4、7、19层，主要开采3、4、19层。-350水平以上已基本结束，目前主要开采第四水平（-740水平）。采煤方法为走向长壁后退式全部陷落法开采。试验地点为潘西煤矿-740西大巷。该巷道位于矿井-740水平西翼，标高-738.2～-729m，埋深965m。巷道主要布置在三灰顶、底板及四灰底板中，全长1250m，主要作为-740水平西翼通风、行人、运输之用，服务年限20年。2支护设计巷道断面净宽4m、净高3.4m，呈半圆拱形断面，净断面积为11.88m2。为方便对比和分析，按支护形式分为三段，每段施工50m。施工顺序为A→B→C，B、C段在断层破碎带。2.1A区段设计该区段采用喷、锚、喷＋锚、网、喷二次支护。采用全螺纹钢等强锚杆，直径为20mm、长2200mm，用2卷MSK28/50型树脂锚固剂卷加长锚固。BHT型高强度托盘直径125mm。锚杆间排距1200×1200（mm），第二排锚杆与第一排锚杆呈五花布置。巷道两底角锚杆与水平线呈30°夹角，配异型托盘。金属网长×宽为9000×1300（mm），网目为50×70（mm）。二次支护滞后工作面不超过80m。喷层总厚度为150mm。2.2B区段设计该区段采用喷、锚、喷＋矿用11#工字钢拱形棚支护。拱形棚净宽4m，棚距800mm，采用水泥背板密背穿实。该区段作为联合支护的对比区段。2.3C区段设计该区段采用喷、锚、网、喷＋锚索＋锚喷联合支护。锚杆的种类和各种参数均与A区段相同。锚索采用高强度、低松弛钢绞线，直径15.24mm、长度6m，最低破断载荷260kN，设计预应力不低于100kN。锚索用3卷MSK28/50型树脂锚固剂卷锚固，极限强度不小于350MPa。托盘用11#矿用工字钢。锚索布置在巷道的拱部，垂直于巷道轮廓线，间排距3000×3000（mm），呈三花布置，滞后工作面不超过40m。金属网规格亦与A区段相同。二次支护滞后工作面不超过80m。喷层总厚度为150mm。3矿压监测3.1测点布置A、B、C段巷道内分别设一个测站，每个测站有三个测点。采用十子法布点观测巷道变形量，每7天观测一次。⑴安设要求：测点应避免设在顶板或两帮有破坏的地方，要求此处顶板稳定、支护完好、两帮平整、底板平坦、便于观测，测点应安设牢固，便于进行长期观测。⑵安设方法：在顶板和两帮中部的锚杆上用铁丝拴上钩子，同时在底板上垂线方向用钢钎在底板设基点。⑶测量方法：采用测枪测出顶底板基点高度和两帮基点宽度，并用拉线测顶板下沉量、顶底板和两帮移近量。3.2矿压监测结果分析我们根据施工进度，分别对三个施工区段进行了矿压监测，结果如下表所列。顶板下沉顶底板移近两帮移近A区段变形量（mm）76135159变形速度（mm/d）6.3311.313.3变形率（%）5.63.9B区段变形量（mm）225305.5165变形速度（mm/d）18.725.513.8变形率（%）12.741.2C区段变形量（mm）17.565.541.5变形速度（mm/d）1.465.463.46变形率（%）2.731.0由上表观测结果可知，A、C两个区段的顶板下沉量和顶底板移近量都小于B区段，而C区段又明显好于A区段。A区段处于顶板完整不受断层影响地段，B、C两区段处于断层破碎带地段。C区段支护与B区段支护相比，不仅高强度的锚杆支护具有一定的初撑力，随围岩位移其锚固力发挥越来越大的作用，而且通过锚索和锚、网、带的联合支护作用改善了锚杆受力状态，同时提高了组合岩梁承受弯曲抗应力的能力，使应力进一步向深部转移，有效地控制了巷道围岩运动。所以，C区段的支护比B区段的支护有效。另外，C区段内在直观上，巷道顶板完整，无掉矸、悬矸现象，除个别地点外基本未遭受破坏，巷道畅通，生产环境好。而B区段顶板仍有大量悬矸、掉矸现象，两帮钢筋梁受力断裂。工字钢棚弯曲、翻转，棚腿臌出，巷道变形量大。4结论①联合支护充分发挥了悬吊作用，改善了顶板受力状态，形成了组合梁。它还限制了围岩的位移，特别是控制了顶板表层岩石的位移，限制了岩石裂隙节理的发展，从而保证锚杆能正常发挥作用，组合梁不致遭到破坏。②联合支护技术将锚索、金属网、锚杆联系在一起，使巷道顶板各部分受力均衡，避免和消除了因顶板支护状况的恶化而造成整个支护失衡、失效等不良影响。因此能使之处于较好的支护状态中。③通过采用联合支护减少了巷道变形量，减少了巷道维修费用，延长了巷道服务年限。总之，采用联合支护技术比传统的支护技术具有明显的优越性。我们认为联合支护技术是矿井深部开采比较科学的支护技术。参考文献赵日峰．煤矿顶板管理及冲击地压防治实用技术．北京：中国文联出版社，2005．第一作者简介谭海滨男，1973年出生，中国矿业大学毕业。现任新汶矿业（集团）公司潘西煤矿总工程师。电话：[phone]；E-mail：[e-mail]（收稿日期：2005-09-20；责任编辑：胡林）