松软煤层小煤柱动压巷道支护技术研究分析

松软煤层小煤柱动压巷道支护技术研究撕　齐文聚（中国平煤神马集团平煤股份八矿，河南平顶山４６７０１２）　摘要：当前动压条件作用下的松软煤层巷道围岩控制机理还没有得到健全和完善，特别是在小煤柱动压巷道中，所以通过相似　模拟实验将松软煤层巷道在采动压力作用下进行变形破坏特征的研究，并在此基础上，进行回采巷道合理支护技术进行分析研究。　关键词：松软煤层；小煤柱；动压巷道；支护技术　中图分类号：Ｆ４０６．３；ＴＤ３５３　文献标志码：Ｂ　文章编号：１００８—０１５５（２０１５）０３—０１６２—０１　针对松软煤层巷道失稳机理以及相关支护技术层　面都取得了诸多的研究成果，但是在动压条件作用下　还没有将松软煤层巷道围岩控制机理加以健全和完　善，特别是在煤柱宽度小和小煤柱动压巷道里，同时受　到支撑作用力的影响，让其围岩破坏程度明显加重，进　而使得支护更难，从而时常出现还未投入使用的巷道　就产生破坏的现象，引发了紧张的采掘衔接关系。　１分析小煤柱巷道围岩变形破坏特征　１．１巷道围岩结构　大了裂缝破坏范围，进而形成片帮现象。顶底板破坏　期中继续增大载荷到一定极限的时候，因为两帮垮落　而增加其巷道的跨度，让顶板产生离层弯曲，并且顶板　岩层的完全变形还会造成两帮顶角挤压的加剧，从而　生成更加严重的垮帮和片帮现象。　１．３围岩变形破坏的机理分析　以平煤股份八矿某工作面回风巷为工程技术背　景，该回风巷的一侧是７ｍ的小煤柱，另一侧则是综采　工作面。随着工作面的逐渐推进，造成该巷道开挖不　久就出现了严重变形，进行工作面回采的时候，其围岩　破坏深度扩展方向会向内部进行，进而逐渐从外至内　的失去其承载能力，塑性破坏区沿倾向差不多都将整　个煤柱贯穿，破坏程度极为严重，其煤柱基本上完全失　去了承载能力，对工作面的正常工作造成了严重影响。　利用钻孔窥视仪观测出煤层巷道顶板的围岩结　构，从其窥测结果可以得知，顶板上０—１．８ｍ的都是泥　质砂岩，存有少量的微裂缝，在１．４５ｍ处存在一段小离　层；１．８ｍ一１２．４ｍ处是中砂岩层，其砂质胶结，岩层较　为坚硬，中间含有少量的泥岩夹层以及大量页岩夹层；　１２．４ｍ一１６．０ｍ是泥质砂岩，质地致密坚硬，中间存在　少量泥岩夹层以及大量的环向微裂隙；上升０．４ｍ就是　煤层，呈现深黑色发亮；１６．４ｍ至１８．６ｍ是泥质砂岩，　其质地致密坚硬，其间夹有少量的页岩夹层，该段较为　完整；１８．６ｍ以上为细砂岩，其质地同样致密坚硬，其　间存有一段破碎带。因此，该巷道围岩的顶板离层和　破碎现象较少，结构比较完好。　１．２围岩变形破坏特征　根据实际煤层结构的破坏程度和裂缝破坏程度，　可以把上区段巷帮外侧煤体沿倾向进行划分，分别是　严重破裂区域、有破坏但不明显区域以及完整区域，小　煤体巷道的开掘通常是在破裂区域。因为该区域的煤　层破碎和松软，让巷道围岩两帮围岩变为了承载结构　中最薄弱的部分，十分容易让其两帮发生破坏，巷道开　掘之后的一段时间内极其容易出现破坏，进而让其丧　失支撑能力，而两帮的破坏失稳则会直接增大顶板的　跨度，进一步对巷道顶板的稳定性造成严重影响。　随着工作面的逐渐推进，其支撑压力向两帮煤体　传递，严重破坏了两帮煤体，从而让围岩的整体强度都　降低了，也让煤柱极其容易发生失稳。也就是说，在受　到了采动应力的影响后，又因为巷道围岩性质具有不　致性，所以经常会在围岩薄弱的部分先出现变形破　坏的现象。因为巷道中两帮煤体的力学性质与顶底板　相比较弱，一旦出现支护不当，那么就极易引发劈裂式　破坏的片帮出现，让两帮对顶板的支撑被削弱，最终出　现一个恶性循环过程，即片帮导致顶板弯曲变形，进而　让顶板离层，导致两帮挤压破碎，然后又是循环开始片　帮，再到减弱了两帮对顶板的支撑，加剧了顶板的变　形，再次加剧两帮破坏。　２支护对策及其方案设计　一２．１支护原则　２．１．１巷道两帮的支护原则　浅层剥落时期中小煤柱巷道加载之初，巷道的两　侧产生了裂缝，呈现剪切形式，一些地区则是片状鼓　胀；深部转移期中因为采动应力的不断增加，让围岩应　力慢慢转移到深部，两帮冒落块体渐渐增大，剪切裂缝　将其贯穿，从而两帮局部发生落块现象；一旦其载荷进　步加大，那么应力就会向两帮深部继续转移，从而扩　一收稿日期：２０１５—０１—１３　作者简介：齐文聚（１９８１一），男，河南南阳人，本科毕业，现　由以上所述巷道破坏特征可以得知，巷道两帮在　围岩承载结构中是极为薄弱的部分，当巷道开挖之后　首先就是巷道两帮受到破坏，进而丧失支撑能力，顶板　的稳定性是直接受到两帮破坏失稳的影响。所以，应　该及时对巷道两帮进行支护，让破碎的巷道围岩得以　重新组合，进而将峰后残余强度得到提高，通过岩体自　身承载能力的充分发挥，让煤体巷道围岩的整体性得　以保持。　．　２．１．２巷道顶板的支护原则　（下转第１８９页）　在中国平煤神马集团平煤股份八矿工作。　１６２　度。虽然混凝土仓体的外侧有钢板的包裹不会外露，　但是在施工过程中仍要注意振捣及时到位，避免蜂窝、　麻面的出现。仓体浇筑尽可能的要一次完成。　（２）原有仓体是内外喷防水密封剂，使用组合技术　后可以省去外壁的喷射，但仍需对仓体内侧喷防水密　封剂而且施工过程保持不变。　（３）采用这种组合技术后需要注意以下几个方面：　①在钢板表面刷防锈漆来解决钢板的锈蚀问题。　②为了增加钢板与混凝土的结合效果，在钢板的　内侧焊接栓钉。　③钢板运输、吊装要采用可靠的措施防止构件变　形，保证漆面不被破坏。　３结论　随着国家土地资源的紧张以及人们对储粮品质要　求的提高，绿色储粮是当代粮食储藏发展的必然趋势，　是实施可持续发展战略的重要方向。地下粮仓的发展　将成为粮仓发展的必然趋势，关于地下粮仓的建设目　前还处于试验、研究阶段，钢板一混凝土组合技术的引　入是一个大胆而有创意的改进。这将为地下粮仓的防　水问题提供一个很好的技术支撑，从而保证粮食的品　质，加快地下粮仓的发展和推广。　参考文献：　［１］余汉华，等．我国地下粮仓应用的现状及前瞻［Ｊ］．河南　工业大学学报（自然科学版），２００８，２９（３）：７９—８１．　［２］李德富，等．绿色储粮的理想仓型一地下粮仓［Ｊ］．粮油　仓储科技通讯，２００７，３：１９－２１．　［３］聂建国，等．钢板一混凝土组合在钢筋混凝土梁加固中　的应用［Ｊ］．桥梁建设，２００７，３：７６—７９．　［４］刘亚明，曹娟丽．钢板一混凝土组合加固技术研究综述　［Ｊ］．中外公路，２０１１，８：１４６—１４８．　（责任编辑：焦蓬华）　（上接第１６２页）　就巷道顶板而言，主要是通过对顶板各个岩层之　间的离层和层间错动进行有效阻止，进而能够形成组　合梁，并且该组合梁具有一定的厚度、抗弯刚度以及相　应强度，以此实现其整体强度的提升。　２．２支护方案及其设计　按照以上所述的支护原则，可以采取注浆与锚杆　加固的联合支护方案，对巷道两帮应用该联合支护方　案，对顶板则使用锚杆进行支护。　２．２．１巷道两帮支护方案　巷道两帮需要采用￣２０ｍｍ　ｘ　２４００ｍｍ的高强左旋　螺纹钢筋作为杆体，每排所需的锚杆数量为４根，锚杆　的排间距是ｌＯ００ｍｍ，其间距也为ｌＯ００ｍｍ。靠近顶板　的锚杆应该与水平面间的角度呈３０。，距离顶板　５００ｍｍ，其余的都与巷帮保持垂直，应用钢筋网护帮，　其网孔的规格是８０ｍｍ×８０ｍｍ，网片的规格则是　３６００ｍｍ×１３００ｍｍ　‘　２．２．２顶板支护方案　。　顶板同样需要采用￣２０ｍｍ×２４００ｒａｍ的高强左旋　螺纹钢筋来作为杆体，其锚杆数量也为４根　锚杆的排　间距是ｌＯ００ｍｍ，其间距为１ｌＯＯｍｍ。顶板锚杆在靠近　巷帮和垂线之间的角度呈２０。，其余的则和顶板相垂　直，距离巷帮是３５０ｍｍ。同时也要利用钢筋网护顶，网　孔的规格和网片规格与巷道两帮的相一致。　３结束语　因为煤层松软破碎，再加上受到邻近综采工作面　采动的影响，就会导致恶性循环的围岩破坏特征出现，　但是要采用切实可行的支护技术和方案，能保证其安　伞。　参考文献：　［１］梁洁，王磊．松软煤层小煤柱动压巷道支护技术研究及　实践［Ｊ］．煤炭技术，２０１４，０８：１３７—１４０．　［２］王群．特厚松软煤层巷道支护技术研究［Ｄ］．辽宁工程　技术大学，２０１３．　（责任编辑：陈文明）　（上接第１７７页）　经过相关领域人员的不断摸索、改进，目前已在焦作煤　业集团、河南神火集团等获得成功应用，经济效果显　著。　３结束语　防止块煤破碎、提高块煤生产率，是无烟煤选煤厂　都会遇到的问题，在设计无烟煤选煤厂时，应借鉴生产　实践中的经验，消除不合理设计，才能达到事半功倍的　效果。另外，目前所应用的防破碎技术仍需不断的改　进和探索。高效化、低功耗、免维修、长使用寿命及安　装快捷将会是块煤防破碎技术未来的发展方向。　参考文献：　［１］张斌．我国无烟煤的发展状况分析［Ｊ］．科技向导，　２０１１，２０：８１．　［２］吴彬．无烟煤选煤厂提高块煤产率的优化设计［Ｊ］．中　州煤炭，２００４，４：１０—１１．　［３］张振红．无烟煤选煤厂工艺设计方案探讨［Ｊ］．选煤技　术，２００５，４：４０—４２．　［４］廖长勇，郭喜民．无烟煤防破碎的研究现状与进展［Ｊ］．　山东煤炭科技，２Ｏ１２，３：７０—７１．　［５］李振涛，等．浅谈大型无烟煤选煤厂的设计与改造［Ｊ］．　选煤技术，２００８，５：６７—６９．　［６］聂其英　对无烟煤洗选加工的特点分析［Ｊ］．中国煤炭，　２００６，３２（２）：５４—５６．　［７］付华茂，朱国君．提高选煤厂块煤率的系统方案探讨　［Ｊ］．能源技术与管理，２０１２，６：１４３—１４４．　［８］黄文锋，等．设计无烟煤选煤厂应注意的问题［Ｊ］．选煤　技术，２００５，６：５６—５８．　［９］焦红光，等．无烟块煤防破碎技术的应用实践［Ｊ］。选煤　技术，２００７，４：６０—６４．　［１０］聂其英．外螺旋溜槽块煤防破碎技术在古汉山矿的应　用［Ｊ］．选煤技术，２００６，３：３６—３７。　［１１］王水仙，等．螺旋溜槽块煤防破碎技术在焦作矿区的应　用［Ｊ］．中国煤炭，２００８，３４（１２）：８３—８６．　（责任编辑：焦蓬华）　１８９