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淮北矿业股份有限公司 中 国 矿 业 大 学 立项背景立项背景 研究内容研究内容 控制技术控制技术 工程实践工程实践 创新成果创新成果 汇汇 报报 提提 纲纲 立项背景立项背景 随着煤矿开采深度的不断增加随着煤矿开采深度的不断增加,,巷道围岩应力及水文地质环境进巷道围岩应力及水文地质环境进 一步恶化一步恶化,,当当泥质采动巷道处于地下水环境泥质采动巷道处于地下水环境时时,,巷道变形破坏严重巷道变形破坏严重,, 甚至可能发生甚至可能发生渗流突变导致巷道整体垮冒渗流突变导致巷道整体垮冒。。 一、立项背景一、立项背景 泥质裂隙水泥质裂隙水 ((46)) 人为因素人为因素 ((22)) 地压大地压大 ((32)) 淮北地区冒顶事故发生原因比例淮北地区冒顶事故发生原因比例 泥质岩石占地球沉积岩的泥质岩石占地球沉积岩的60,,泥质采动巷道渗流失稳泥质采动巷道渗流失稳是影响是影响 煤矿生产重大且普遍的工程难题煤矿生产重大且普遍的工程难题。。 围岩膨胀变形围岩膨胀变形 顶板流变垮冒顶板流变垮冒 泥质采动巷道渗流失稳泥质采动巷道渗流失稳 一、立项背景一、立项背景 淮北矿区朱仙庄煤矿淮北矿区朱仙庄煤矿ⅡⅡ水平第二部皮带机大巷工程条件水平第二部皮带机大巷工程条件 标高标高-676.2-683.6m,,原岩应力高;原岩应力高; 穿越两个穿越两个断层破碎带断层破碎带,,区域内构造复杂;; 受承压灰岩水影响严重受承压灰岩水影响严重,,富水性弱富水性弱,,但水压大但水压大。。 一灰 砂质泥岩 二灰 三灰、四灰 一灰 砂质泥岩 二灰 三灰、四灰 Ⅱ水平第二部皮带机巷 F19 断 层 破 碎 带 ⅡⅡ水平第二部皮带机大巷巷道空间位置图水平第二部皮带机大巷巷道空间位置图 ⅡⅡ水平第二部皮带机大巷水平第二部皮带机大巷在原有锚喷+全封闭在原有锚喷+全封闭29U型棚型棚滞后注滞后注 浆联合支护条件下出现浆联合支护条件下出现严重垮冒失稳严重垮冒失稳。。 泥质 采动 巷道 渗流 失稳 顶板破裂 帮部突水 围岩流变 全面垮冒 一、立项背景一、立项背景 一、立项背景一、立项背景 项目研究技术路线项目研究技术路线 涉及学科 研究方法 预期成果 研究内容 研究对象 科学问题 采矿 工程 矿山 压力 工程 地质学 应用 化学 岩石 力学 弹性 力学 岩层 控制 理论 分析 实验 室试验 现场 测试 数值 计算 工业 性试验 泥质采动巷道 渗流失稳原因 泥质围岩组 分测定及微 观结构分析 强韧封层一体化控 制技术及中空注浆 锚索控制技术 泥质采动巷道渗流失稳机理与控制 技术研究 泥质采动巷道渗流 失稳关键控制技术 泥质围岩遇水弱 化流变性能 泥质采动巷道 渗流失稳机理 泥质巷道围 岩强度及结 构弱化规律 泥质采动巷道渗流失稳机理与关键 控制技术 1. 实验与测试分析实验与测试分析 2. 数值计算数值计算分析分析 3. 相似模拟研究相似模拟研究 研究工作研究工作 1. 实验与测试分析实验与测试分析 1.1 泥岩微观结构、渗流性及强度弱化实验泥岩微观结构、渗流性及强度弱化实验 351015202530 0 200 400 600 O FO O O S I S I/S Cl Cl I Q Q K Cl I K Cl S 蒙皂石( 多) K 高 岭石 I 伊 利石 I/S 伊 蒙混 层 Cl 绿泥石 Q 石英( 少 ) F 长 石( 少 ) O 其 它 衍 射角 度单位 度 衍 射强度 单位 每秒脉冲 数 组分组分泥岩中粘土矿物成分泥岩中粘土矿物成分以蒙脱石为主以蒙脱石为主,,达达70以上以上,,其次为伊利其次为伊利 石石、、高岭石高岭石、、绿泥石绿泥石,,称该类称该类泥岩为泥岩为蒙脱石型泥岩蒙脱石型泥岩。。 结构结构粘土颗粒粘土颗粒集结成块集结成块,,纵横交错排列在一起纵横交错排列在一起,,呈棉絮状结构呈棉絮状结构,,且且 块体中间存有一些孔隙块体中间存有一些孔隙,,为水浸入泥岩提供了通道为水浸入泥岩提供了通道。。 ((1)天然泥岩组分及微观结构分析)天然泥岩组分及微观结构分析 泥岩扫描电镜图片泥岩扫描电镜图片 泥岩泥岩X射线衍射图谱射线衍射图谱 ((2)泥岩不同应力阶段的渗透性与强度弱化实验)泥岩不同应力阶段的渗透性与强度弱化实验 峰值前不同应力阶段遇水峰值前不同应力阶段遇水试块峰值试块峰值强度强度弱化弱化程度基本一致程度基本一致,, 平均降低平均降低14;; 残余强度期间遇水残余强度期间遇水稳定残余强度降低稳定残余强度降低50左右左右;; 应变软化阶段应变软化阶段遇水遇水残余强度降低程度最小为残余强度降低程度最小为0.6。。 泥化泥岩遇水弱化全应力应变曲线泥化泥岩遇水弱化全应力应变曲线 MTS815.02S型电液伺服机型电液伺服机 1. 实验与测试分析实验与测试分析 泥质泥质围岩自身强度低围岩自身强度低,受水,受水浸透松散浸透松散,在,在采动采动应力应力和水长期和水长期作作 用下,碎胀破坏、用下,碎胀破坏、泥化泥化流变,巷道流变,巷道浅部围岩浅部围岩丧失承载能力丧失承载能力。。 钻孔窥视钻孔窥视 经验或概率统计方法经验或概率统计方法 YZT--ⅡⅡ型岩层钻孔探测仪型岩层钻孔探测仪 1.2 泥质巷道围岩松散破碎圈测试泥质巷道围岩松散破碎圈测试 1. 实验与测试分析实验与测试分析 钻孔窥视钻孔窥视 1. 实验与测试分析实验与测试分析 KS1测站测站 KS2测站测站KS3测站测站 6m12m13m 顶部采用顶部采用锚杆钻机打孔锚杆钻机打孔,钻孔,钻孔直径直径32mm,设计,设计深度深度10m,, 共施工共施工3个钻孔,钻孔位置分别为顶板中部和左右两拱肩。个钻孔,钻孔位置分别为顶板中部和左右两拱肩。 测点布置平面图测点布置平面图 钻孔窥视钻孔窥视 1. 实验与测试分析实验与测试分析 严重破裂严重破裂 中等破裂中等破裂 轻微破裂轻微破裂 较为完整较为完整 5.9m 7.6m 8.1m 9m 裂隙发育区 泥化倾向区 1.02.03.04.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 9.0 5.06.07.08.09.010.01.02.03.04.05.06.07.08.09.010.0 9.0 10.0 10.0 9.0 10.0 裂隙发育圈 局部泥化夹层 推测围岩破坏区 推测围岩破坏区 区域内岩体严重破 碎,可视为承载强 度低的松散破碎体 巷道围岩破裂巷道围岩破裂圈圈分布素描图分布素描图 巷道围岩巷道围岩局部局部最大最大 破坏深度达到破坏深度达到 8.6m;; 顶板顶板浅部围岩浅部围岩多多 表现为较为表现为较为严重或严重或 非常严重非常严重的破坏的破坏。。 1. 实验与测试分析实验与测试分析 通过通过X X射线衍射射线衍射、、扫描电镜扫描电镜、、岩石力学性能实验的方法岩石力学性能实验的方法,, 分析了泥质弱化围岩的天然组分分析了泥质弱化围岩的天然组分、、微观结构微观结构、、基本物理力基本物理力 学特性学特性、、泥化特性及工程力学性质泥化特性及工程力学性质,,揭示了泥质围岩遇水揭示了泥质围岩遇水 弱化的本质原因弱化的本质原因;同时运用;同时运用钻孔窥视钻孔窥视的方法的方法,,测定了朱仙测定了朱仙 庄煤矿庄煤矿ⅡⅡ水平第二部皮带机大巷泥质弱化围岩的实际破坏水平第二部皮带机大巷泥质弱化围岩的实际破坏 范围范围。。 ((1)蒙脱石结构模型构建)蒙脱石结构模型构建 借助借助Materials Studio软件软件构造构造单位晶胞单位晶胞,,空间群为空间群为12C2/m;; 由由4a2b2c个单位晶胞组成多晶胞个单位晶胞组成多晶胞,,空间群为空间群为P1;; 对铝氧八面体和硅氧四面体网络中的对铝氧八面体和硅氧四面体网络中的Al3和和Si4进行进行晶格取代晶格取代;; 充填充填Na离子形成蒙脱石离子形成蒙脱石的的双晶胞结构模型双晶胞结构模型。。 单位晶胞单位晶胞结构模型结构模型 双晶胞结构模型双晶胞结构模型 2.1 蒙脱石分子结构对泥岩流变作用的影响研究蒙脱石分子结构对泥岩流变作用的影响研究 2. 数值计算分析数值计算分析 蒙脱石吸附蒙脱石吸附48、、 128 与与 224 水 分水 分 子 形 成子 形 成 1,2,3 层层 饱和水分子层饱和水分子层 泥岩微观结构泥岩微观结构 逐步逐步遭到破坏遭到破坏,, 粘土颗粒间的粘土颗粒间的 连接逐渐降低连接逐渐降低 颗粒颗粒脱落脱落、、出出 现大的裂隙现大的裂隙。。 ((2))泥岩泥化过程模拟泥岩泥化过程模拟 2. 数值计算分析数值计算分析 水分子数水分子数 优化时间优化时间 a b c α β γ 48 前 21.28 18.12 25.00 90.00 99.00 90.00 48 后 21.19 18.21 29.12 102.31 95.40 90.62 128 前 21.28 18.12 31.00 90.00 99.00 90.00 128 后 21.12 18.23 34.21 92.12 101.23 91.31 224 前 21.28 18.12 37.00 90.00 99.00 90.00 224 后 21.31 18.10 40.01 100.85 91.09 90.21 能量优化后能量优化后,,c值变化最大值变化最大,,蒙脱石主要蒙脱石主要 沿沿c轴方向发生膨胀轴方向发生膨胀;; 宏观上宏观上,,泥岩泥化破坏基本也是泥岩泥化破坏基本也是沿沿c值值垂垂 直直方向方向,,与分子模拟结果一致与分子模拟结果一致。。 ((3)蒙脱石能量优化参数变化)蒙脱石能量优化参数变化 2. 数值计算分析数值计算分析 2. 数值计算分析数值计算分析 建立了蒙脱石的双晶胞结构模型建立了蒙脱石的双晶胞结构模型,,揭示了蒙脱石吸揭示了蒙脱石吸 附水分子形成附水分子形成1、、2、、3层饱和水分子层的水化过程层饱和水分子层的水化过程,,结结 合蒙脱石型泥岩不同浸水程度的微观结构变化合蒙脱石型泥岩不同浸水程度的微观结构变化,,研究研究 了随着粘土矿物水化程度加强了随着粘土矿物水化程度加强,,泥岩微观颗粒脱落泥岩微观颗粒脱落、、 裂隙增加裂隙增加,,致使泥岩在宏观上出现泥化流变破坏现象致使泥岩在宏观上出现泥化流变破坏现象 的过程的过程。。 3000步步 初始初始 1500步步 5000步步 10500步步 18000步步 巷道周边围岩巷道周边围岩孔隙压力逐渐增高;孔隙压力逐渐增高; 孔隙压力孔隙压力由帮部向边界扩展由帮部向边界扩展,,使得使得巷道顶板下沉量增大巷道顶板下沉量增大。。 ((1)水作用下巷道孔隙压力场分析)水作用下巷道孔隙压力场分析 2. 数值计算分析数值计算分析 2.2 水作用下巷道围岩变形特征水作用下巷道围岩变形特征 采用采用FLAC3D数值模拟软件对水作用下巷道围岩变形特征进行研究。数值模拟软件对水作用下巷道围岩变形特征进行研究。 水平应力水平应力沿两侧呈沿两侧呈不规则半圆不规则半圆 状状,,向向深部深部对称扩散分布对称扩散分布;;底底板板 水平应力呈现水平应力呈现向深部向深部逐渐递增逐渐递增。。 水平位移水平位移剧烈不规则剧烈不规则,,右侧底右侧底 角处水平位移达角处水平位移达2.5m,,帮部附近帮部附近 位移量也达到位移量也达到1.0m,,右帮整体向右帮整体向 巷道内剧烈收敛巷道内剧烈收敛。。 2. 数值计算分析数值计算分析 ((2)水作用下巷道水平应力与位移特征)水作用下巷道水平应力与位移特征 垂直应力垂直应力整体承受较大垂直应整体承受较大垂直应 力力,,左右侧垂直应力非对称分布左右侧垂直应力非对称分布,, 左帮外左帮外5m附近出现较大附近出现较大垂直应力垂直应力 集中集中,,右帮垂直应力较小右帮垂直应力较小,,且分且分 布不均匀布不均匀。。 垂直位移垂直位移底板底板位移位移呈拱形分布呈拱形分布,, 最大达到最大达到2.0m,,底板位移轮廓底板位移轮廓 向围岩深部延伸范围较大向围岩深部延伸范围较大;;顶板顶板 位移影响较小位移影响较小。。 2. 数值计算分析数值计算分析 3 水作用下巷道垂直应力与位移特征水作用下巷道垂直应力与位移特征 剪应力剪应力两肩和两底角两肩和两底角一定一定范围范围 出现剪应力集中出现剪应力集中,,左肩深部剪应左肩深部剪应 力达力达7.5MPa,,右底角破坏严重右底角破坏严重 形成低形成低剪剪应力区应力区,,为最薄弱为最薄弱环节环节。。 塑性破坏区塑性破坏区顶板塑性范围为顶板塑性范围为 2.5m;两;两帮塑性范围分别达帮塑性范围分别达4.9m 和和7.6m;;右侧底角处出现剪切破右侧底角处出现剪切破 坏区坏区;;巷道底板塑性破坏范围最巷道底板塑性破坏范围最 大值达到了大值达到了11.9m。。 2. 数值计算分析数值计算分析 4 水作用下巷道剪应力与塑性区水作用下巷道剪应力与塑性区 2. 数值计算分析数值计算分析 5采动损伤采动损伤-渗流耦合作用下围岩强度渗流耦合作用下围岩强度衰减与衰减与泥化泥化破坏规律破坏规律 采动影响下泥质巷道围岩采动影响下泥质巷道围岩 由“由“裂隙裂隙-渗流渗流-泥化泥化-闭合闭合”到再次到再次 “裂隙“裂隙- 渗流渗流-泥化泥化-闭合闭合” ,围岩,围岩强度弱化发生泥化破坏强度弱化发生泥化破坏,致使泥岩巷道失稳。,致使泥岩巷道失稳。 采动损伤采动损伤 高承压水渗流高承压水渗流 围岩裂隙张开 围岩裂隙闭合 泥岩巷道围岩失稳 2. 数值计算分析数值计算分析 借助借助数值计算分析的方法数值计算分析的方法,,分析了深部高承压水分析了深部高承压水 作用下作用下泥质采动泥质采动巷道围岩的应力与应变分布特征巷道围岩的应力与应变分布特征,,揭揭 示了示了采动影响下泥质巷道采动影响下泥质巷道围岩围岩 ““裂隙裂隙-渗流渗流-泥化泥化-闭合闭合” 到再次到再次 ““裂隙裂隙-渗流渗流-泥化泥化-闭合闭合”的过程的过程,,研究了泥质研究了泥质 巷道在巷道在采动损伤采动损伤-渗流耦合作用渗流耦合作用下围岩强度下围岩强度衰减与衰减与泥化泥化 破坏演化规律破坏演化规律。。 ((1)相似材料模型)相似材料模型 模型尺寸模型尺寸25002001300mm,,水袋加压水袋加压。。 物理模拟模型物理模拟模型 3.1 泥质泥质巷道巷道多次采动多次采动围岩围岩破坏规律研究破坏规律研究 3. 物理模拟研究物理模拟研究 直接顶初次垮落后直接顶初次垮落后,,老顶悬露;老顶悬露; 工作面推进工作面推进55 m,,老顶初次垮落老顶初次垮落;; 工作面推进工作面推进90m,,工作面工作面第一次来压第一次来压,,推进推进130m,,工工 作面第二次来压作面第二次来压,,引起了上覆岩层较大的变形和破坏引起了上覆岩层较大的变形和破坏。。 第一次来压第一次来压 第二次来压第二次来压 老顶初次垮落老顶初次垮落 ((2 2)上覆岩层破断垮落特征)上覆岩层破断垮落特征 3. 物理模拟研究物理模拟研究 8 8煤底分层开采顶板破断特征煤底分层开采顶板破断特征 8煤底分煤底分层开采采动覆岩破断垮落过程层开采采动覆岩破断垮落过程 推进推进0~~30 m,,直接顶中顶分层开采形成的裂隙不断扩大;直接顶中顶分层开采形成的裂隙不断扩大; 推进推进35 m,,直接顶直接顶沿煤柱切落沿煤柱切落,,垮落高度为垮落高度为3 m;; 推进推进50m,,顶板垮落高度顶板垮落高度发展到发展到11m;推进;推进70m,,扩展至扩展至18m;推进;推进 80m,,发育至发育至25m;; 与开采顶分层相比与开采顶分层相比,,周期来压步距有所减小周期来压步距有所减小,,约约20-25m。。 ((3)上覆岩层破断垮落特征)上覆岩层破断垮落特征 3. 物理模拟研究物理模拟研究 9 9煤开采顶板破断特征煤开采顶板破断特征 9煤煤开采采动覆岩破断垮落过程开采采动覆岩破断垮落过程 顶板破断特征不明显顶板破断特征不明显,,没有明显周期来压现象没有明显周期来压现象;; 推进推进40m,,顶板开始垮落;顶板开始垮落; 推进推进60m,,9煤顶板开始片落煤顶板开始片落,,并逐步发展并逐步发展,,加上开采加上开采8煤底分层时煤底分层时 的顶板片落的顶板片落,,片落高度片落高度14m,,最高达最高达18m;; 推进推进110m,,模型突然垮塌模型突然垮塌。。 3. 物理模拟研究物理模拟研究 ((4)上覆岩层破断垮落特征)上覆岩层破断垮落特征 CH014测点全过程应力分布测点全过程应力分布 底板的应力分布有底板的应力分布有明显的周期性波动现象明显的周期性波动现象;; 第一次回采时第一次回采时,,在超前支承压力影响下底板应力不断增大;在超前支承压力影响下底板应力不断增大; ((5)底板岩层应力动态演化规律)底板岩层应力动态演化规律 3. 物理模拟研究物理模拟研究 通过通过相似模拟相似模拟计算分析的方法计算分析的方法,,分析了分析了多次采动多次采动 巷道上覆岩层破断跨落特征与底板岩层应力动态演化巷道上覆岩层破断跨落特征与底板岩层应力动态演化 规律规律,,研究发现随着工作面推进上覆岩层逐步跨落研究发现随着工作面推进上覆岩层逐步跨落,, 采空区下方煤层底板应力分布具有明显的周期波动性采空区下方煤层底板应力分布具有明显的周期波动性,, 且首次跨采时波动最大;且首次跨采时波动最大;随后随后出现降低趋势出现降低趋势,,直至直至趋趋 于稳定于稳定。。 3. 物理模拟研究物理模拟研究 控制技术控制技术 1 孔、洞疏导孔、洞疏导承压水承压水 导水洞导水情况导水洞导水情况 导水孔导水情况导水孔导水情况 保证巷道围岩不受裂隙水侵蚀保证巷道围岩不受裂隙水侵蚀 遏制高承压水断层带软弱岩层内的破坏应力遏制高承压水断层带软弱岩层内的破坏应力 保证高承压水不会积聚能量形成破坏支护结构的势能保证高承压水不会积聚能量形成破坏支护结构的势能 1. 关键控制技术关键控制技术巷道强韧封层一体化控制技术巷道强韧封层一体化控制技术 三、控制技术三、控制技术 2 2 Pg hc ρ υ ρ 2 围岩流变控制围岩流变控制 流变过程中速度增大流变过程中速度增大,,压强就压强就 减小;减小; 速度减小速度减小,, 压强就增大;压强就增大; 速度降为零速度降为零,,压强就达到最大压强就达到最大 理论上应等于总压理论上应等于总压 。。 控制流体的动能-速度水控制流体的动能-速度水 头的关键是头的关键是扩大泥流体的出扩大泥流体的出 口通道口通道 流变体突喷后立即在流变流变体突喷后立即在流变 通道两处同时捣通并扩大泥通道两处同时捣通并扩大泥 流通道流通道,,造成造成各位置水头无各位置水头无 势能差势能差的围岩环境的围岩环境 三、控制技术三、控制技术 3 泥岩置换泥岩置换 大断面封闭,小断面置换,去泥畅水,换泥为混凝土墙体大断面封闭,小断面置换,去泥畅水,换泥为混凝土墙体 大断面封闭,小断面置换技术现场施工图大断面封闭,小断面置换技术现场施工图 三、控制技术三、控制技术 4 逐步逐步注浆注浆 在在封泥化岩体的基础上,以封泥化岩体的基础上,以小断面、小块体掘进小断面、小块体掘进,每个小,每个小 块体块体及时注浆加固及时注浆加固,形成小断面板块到大断面断面的,形成小断面板块到大断面断面的叠加成巷叠加成巷,, 从而增加软岩巷道整体支护支撑力的注浆方式从而增加软岩巷道整体支护支撑力的注浆方式。。 700700700700700700 2400 300 4500 超前注浆锚杆加固布置超前注浆锚杆加固布置及现场施工效果及现场施工效果图图 三、控制技术三、控制技术 5 高强度高强度底板结构支护底板结构支护 高承压水软岩巷道高大底板块支护结构图高承压水软岩巷道高大底板块支护结构图 采用四混凝土喷层中置入采用四混凝土喷层中置入 四层次钢丝绳和四层次锚杆四层次钢丝绳和四层次锚杆 组成组成强韧封层和构建均质同强韧封层和构建均质同 性的支护圈体;性的支护圈体; 采用巷道两帮底浇筑;采用巷道两帮底浇筑; 2400160012000mm混凝混凝 土基础以土基础以阻止强大的水平应阻止强大的水平应 力对支护的破坏;力对支护的破坏; 采用采用不封闭结构不封闭结构使非对称使非对称 应力和承压水的应力和承压水的压力具有释压力具有释 放空间。放空间。 三、控制技术三、控制技术 针对泥质采动巷道渗流失稳问题针对泥质采动巷道渗流失稳问题,,创新了创新了 一项泥质采动巷道关键控制技术一项泥质采动巷道关键控制技术强韧封层一强韧封层一 体化控制技术体化控制技术。。为解决泥质采动巷道渗流失稳为解决泥质采动巷道渗流失稳 问题提供了技术手段问题提供了技术手段。。 三、控制技术三、控制技术 工程实践工程实践 ((1 1)强韧封层)强韧封层 300300 400 400 6000 14003100 300 4500 350350 采用采用四层锚杆、钢绞线四层锚杆、钢绞线 喷浆联合支护喷浆联合支护构筑强力承构筑强力承 载环,锚杆与钢绞线间相载环,锚杆与钢绞线间相 互组成紧密连接的互组成紧密连接的强韧承强韧承 载体载体 高强锚杆高强锚杆Φ22 2500mm,间排距为,间排距为 700700mm 强韧分层多层次锚杆钢绞线联合承载环方案图强韧分层多层次锚杆钢绞线联合承载环方案图 1. 泥质渗流巷道现场实践泥质渗流巷道现场实践 四、工程实践四、工程实践 ((2)注浆技术工艺)注浆技术工艺 注浆锚杆长度注浆锚杆长度1800mm,, 初次注浆间排距初次注浆间排距 14001400mm 二次注浆锚杆间排距为二次注浆锚杆间排距为 15001500mm ,, 顶 部 孔 深顶 部 孔 深 25003500mm,,底板以上帮眼底板以上帮眼 孔深孔深18002400mm。。 初 次初 次 注 浆 终 压注 浆 终 压 为为 2.02.4MPa;;二次注浆压力二次注浆压力为为 2.53.0MPa M24L2400 M24L2400 25 32 L2200 25 32 L2200 6000 R3000 350 350 高强锚杆与注浆锚杆布置图高强锚杆与注浆锚杆布置图 四、工程实践四、工程实践 ((3)导水孔设计及要求)导水孔设计及要求 施工时施工时,,在交叉点直墙布置在交叉点直墙布置46个个2″钢管钢管,,作为作为泄压导水孔泄压导水孔,,导水孔导水孔 长度可分为长度可分为23米不同长度;米不同长度; 整个交叉点施工完毕后整个交叉点施工完毕后,,除对几个除对几个集中出水点暂时保留集中出水点暂时保留外外,,对其它分对其它分 散出水点要进行封堵散出水点要进行封堵。。 ((4)巷道分段修复布局)巷道分段修复布局 二层锚网绳喷注加固段 多层强韧封层修复段 二层锚网绳注加固段 二层锚网绳喷注加固段 二水平第二部皮带机大巷 中间联巷 临时水仓 巷道分段修复布局图巷道分段修复布局图 四、工程实践四、工程实践 41 ((5)观测结果分析)观测结果分析 0 10 20 30 40 50 60 70 051015202530354045505560 位移量位移量/mm 天数天数/d 1 2 3 4 5 6 7 8 0 5 10 15 20 25 30 0510 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 位移量位移量/mm 天数天数/d 1 2 3 4 5 6 7 8 顶底板位移观测曲线顶底板位移观测曲线 两帮两帮位移观测曲线位移观测曲线 顶底板顶底板、两帮、两帮位移量最大值为位移量最大值为63mm、、28mm;; 巷道支巷表面位移量较小或无位移,巷道支巷表面位移量较小或无位移,巷道整体呈现为稳定状态巷道整体呈现为稳定状态。。 四、工程实践四、工程实践 42 ((6)修复后效果)修复后效果 修复后巷道整体效果图修复后巷道整体效果图 四、工程实践四、工程实践 43 ((7)后期深部围岩强化加固)后期深部围岩强化加固 采用中空注浆锚索对巷道进行采用中空注浆锚索对巷道进行深部围岩全长注浆锚固深部围岩全长注浆锚固,,调动调动 深部深部围岩承载能力围岩承载能力,,实现泥质采动巷道长久稳定。实现泥质采动巷道长久稳定。
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