冲击地压煤矿断层带巷道维护加固技术.pdf

Value Engineering 0 引言 随着深厚煤田开采数量的不断增加， 冲击地压的危害 日益显现。 采用常规的卸压孔施工卸压方案及普通的锚网 喷支护虽能部分维护巷道稳定， 但冲击地压煤矿断层带巷 道受断层、 冲击地压双重影响下损毁严重， 如处于煤矿重 要位置则严重危机煤矿生产安全。 本文以孟村煤矿中央带 式输送机大巷为背景， 论述冲击矿压环境下断层处巷道围 岩变形规律， 通过对已掘巷道断层位置的加固， 有效降低 冲击地压对该区段冲击频次及强度，保障巷道支护稳定， 延缓巷道修复周期。 1 工程概况及地质构造 孟村煤矿位于彬长矿区中西部，为冲击地压矿井， 布 置有 5 条中央大巷， 其中中央带式输送机大巷布置在五条 大巷中间， 基本布置在煤层中， 留厚底煤， 过 DF29 断层附 近掘进时， 沿断层上盘掘进直至揭露断层， 后按断层落差 确定巷道坡度， 进行全岩掘进， 直至继续沿煤层中部掘进。 掘进期间， 断层附近围岩破碎， 断层活化严重， 采用锚网索 喷U 型金属鹏进行联合支护。 掘进通过一年后， 断层处巷 道出现底鼓、 两帮缩进， 顶板下沉等现象， 部分区域经过多 次维修， 依然无法控制， 处于病态运行。 2 卸压方案 采用大直径钻孔两帮卸压， 施工卸压钻孔采用 ZDY- 3500 型钻机施工，泄压孔垂直于巷帮布置，钻孔直径 113mm， 孔间距 2.1m， 封孔长度 3m， 钻孔长度 14m。如图 1 所示。 施工位置 钻孔长度/m钻孔倾角/毅孔径/mm 孔间距/m 封孔长度/m 两帮14垂直巷帮仰角 0毅1132.13 表 1 卸压设计参数 3 支护方案 采用注浆锚杆、 注浆锚索联合支护， 原理是将注浆锚 杆、 锚索的支护作用与注浆加固作用组合起来， 共同作用 于巷道围岩， 通过向中空锚杆、 锚索压注浆液， 不仅能从根 本上保证锚杆、 锚索锚固可靠， 而且浆液能够渗透到钻孔 周围较大范围的煤岩体裂隙中， 对出现松动破坏的煤岩体 产生粘结固化作用， 提高其整体性和自承能力， 从而大大 改善巷道支护效果。 3.1 高预应力中空注浆锚索技术参数如表 2 所示 型号SKZ22-1/1860 公称直径， mm 破断强度， MPa 破断力， kN 屈服强度， MPa 延伸率， 安装孔径， mm 218 1860 400 1500 5 32 表 2 中空注浆锚索技术参数 3.2 注浆加固材料 使用普通 425 硅酸盐水泥， 水灰比 1 2， 橡胶塞封孔。 围岩若有含水，在注浆时应先采用水泥水玻璃的双 液浆进行堵水， 水玻璃浓度要求在 35耀42Be 之间， 模数控 制在 2.3耀3.0 之间， 水泥水玻璃体积比一般在 11耀10.5 之 间， 然后再进行正常的注浆锚杆加固。 若仅有渗水， 还没有 形成流水或滴水时， 可不用双液浆堵水； 但必须掺入 6的 ACZ域型水泥注浆添加剂， 以提高加固效果。 冲击地压煤矿断层带巷道维护加固技术 Maintenance and Reinforcement Technology of Rock Burst Coal Mine Fault Zone Roadway 崔爱臣 CUI Ai-chen曰马晓强 MA Xiao-qiang （中煤第一建设有限公司， 邯郸 056000） （China Coal First Construction Co.， Ltd.， Handan 056000， China） 摘要院随着深厚煤田开采数量的不断增加,冲击地压灾害日益凸显,针对冲击地压矿井主要巷道施工完毕后， 断层区域巷道由于地 压大， 冲击频繁， 巷道会发生低鼓、 顶板下沉、 开裂、 变形等现象， 进而导致冒顶、 冲击地压事故的发生。经过井下现场长时间摸索与试 验， 对断层处巷道采用大直径钻孔泄压后， 进行注浆锚杆、 注浆锚索联合加固支护， 加固支护后的巷道整体支撑力增加、 变形小， 可有 效的缓解断层处的冲击地压带来的危害。 Abstract With the continuous increase in the number of deep coal fields, the disaster of rock burst is becoming more and more prominent. After the construction of the main roadway in the mine with a rock burst, the roadway in the fault area will have low drum, roof sinking, cracking, deation and other phenomena due to the high ground pressure and frequent impact, which in turn leads to roof fall and rock burst accidents. After a long time trial and test in the underground site, after using large-diameter boreholes to relieve pressure at the roadway at the fault, grouting anchors and grouting anchors are used to reinforce and support. After the reinforcement and support, the overall support of the roadway increases and the deation is small and it can effectively alleviate the harm caused by the rock burst at the fault. 关键词院冲击地压； 泄压孔； 锚网索喷； 壁后注浆 Key words rock burst； pressure relief hole； anchor mesh cable spray； grouting behind the wall 中图分类号院TD265.4文献标识码院A文章编号院1006-4311 （2020） 18-0175-02 要要要要要要要要要要要要要要要要要要要要要要要 作者简介院崔爱臣 （1972-） ， 男， 河北保定人， 研究方向为煤矿建 设； 马晓强 （1992-） ， 男， 陕西宝鸡人， 研究方向为煤矿 开采。 175 价值工程 3.3 设计方案 中空注浆锚索 规格为 椎21.6伊7100mm， 每根锚索使 用 2 支 MSK2335 和 2 支 MSZ2335 树脂锚固剂固定， 锚索 托盘采用 300伊300伊16mm 的 Q235 钢板，间排距 1500伊 1400mm， 每排 5 根。 注浆锚杆 规格为 椎32伊2500mm， 每根锚杆使用 1 支 MSK2335 和 1 支 MSZ2335 树脂锚固剂固定，锚索托盘采 用 150伊150伊10mm 的 Q235 钢板， 间排距 1000伊1000mm。 4 注浆锚杆尧注浆锚索施工方法 首先对修复巷道挂网、 补打锚杆， 并喷浆封闭。 注浆顺序为先底板， 再两帮、 后顶部。 巷道两侧对称注 浆， 同时前后方向采取隔孔注浆方式。 注浆锚杆注浆压力控制 初始压力从零开始， 要缓慢 升压， 一般控制在 0.52.0MPa 左右， 正常情况下不宜超过 2.5MPa， 只要进浆就不宜升压太快， 最大注浆终压一般为 2.5MPa。 注浆锚杆注浆量控制 正常情况下， 注浆锚杆每孔 注入水泥量 50耀100kg 左右，当注入水泥量超过 300kg、 注浆压力仍未达到注浆终压时， 可暂停注浆； 待 0.5 小时 后再复注， 若复注时注入水泥量超过 500kg， 压力仍未达 到注浆终压时， 应检查是否有漏浆、 跑浆现象， 然后再换 孔注浆， 正常情况下先注孔吸浆量大， 后注孔孔吸浆量 相对减小。 注浆锚索注浆压力控制 初始压力从零开始， 要缓慢 升压， 一般控制在 1.03.0MPa 左右， 正常情况下一般不超 过 3.0MPa，只要进浆就不宜升压太快，最大终压一般为 3.0MPa。 注浆锚索注浆量控制 正常情况下， 注浆锚索每孔注 入水泥量 200耀300kg 左右，当注入水泥量超过 500kg、 注 浆压力仍未达到注浆终压时， 可暂停注浆； 待 0.5 小时后 再复注。 注浆锚索注浆前加压固定至 100kN，完成后 72h 以 上， 即可进行再次加压固定， 锚索预紧力不小于 200kN。 注浆锚杆初始压力从零开始， 要缓慢升压， 一般控制 在 0.5MPa 左右， 正常情况下一般不超过 1MPa， 只要进浆 就不宜升压太快， 最大终压为 2.5MPa。 注浆锚索初始压力从零开始， 要缓慢升压， 一般控制 在 2MPa 左右， 正常情况下一般不超过 3MPa， 只要进浆就 不宜升压太快， 最大终压为 3MPa。 当注第一孔时第二孔跑浆， 关闭第二孔阀门， 通过第 一孔继续注浆， 达到设计注浆标准后停止注浆， 必需时可 对第二孔进行复注。 5 增加经济效益 中央带式输送机大巷断层带受冲击地压及断层双重 影响，巷道掘进通过一年后，断层处巷道累计顶板下沉 13mm， 两帮缩进 2400mm， 部分区域经过多次维修， 仍然 为病态运行， 影响运输系统正常运转。通过采用该支护技 术， 该段巷道 6 个月内巷道变形最大部位不超过 200mm， 减少了巷道维护工程量， 提高了巷道使用年限， 经济效益 显著。 6 结论 淤钻孔卸压能够释放中央胶带是送机大巷断层带冲 击地压， 减缓冲击频率及强度。 于注浆锚索、 锚杆可将泄压后的不同深度围岩胶结凝 固， 同事锚索锚杆全长锚固降低了锚杆锚索拉断脱落伤人 的危害。 参考文献院 [1]刘金海， 姜福兴， 孙广京， 等.强排煤粉防冲击地压的机制 [J].岩石力学与工程学报， 2014 （4） . [2]潘一山， 肖永惠， 李忠华.冲击地压矿井巷道支护理论研究 及应用[J].煤炭学报， 2014 （2） . [3]孟村矿井冲击地压研究报告. 剖面图平面图 图 1 两帮大孔径卸压钻孔布置剖面示意图 注浆锚索 间距 1.2m 间距 1.0m 注浆锚杆 中空注浆锚索中空注浆锚索 椎22伊6800mm椎22伊7100mm 图 2 注浆锚杆尧注浆锚索支护断面图 176