软弱破碎围岩回采巷道锚注加固支护技术研究.pdf

维普资讯 文章编号 ：1003—5923(2005)02—0068—03 软弱破碎 围岩 回采巷道锚注加 固支护技术研究 饶志强 。，赖文奇 ，杨建。 (1，中国矿业大学，江苏 徐州 221008； 2，淮北矿业集 团公司 临涣煤矿 ，安徽 淮北 235006) 摘 要：在对矿工字钢梯形支架测试和研 究的基础上，深入研 究了在软弱破碎 围岩条件下注浆锚杆加 固 支护 的机理 ，运用岩土工程数值软件 FLAC，并通过矿压观测分析 ，评价 了锚 注联合支护与传统工字钢棚 支护 相 比的优越性 。 关键词 ：软弱 围岩 ；锚注加 固 中图分类 号 ：TD353．6 文献标识码 ：B 1 概述 3 支护方案 比较 临涣矿 9 煤的围岩属于软弱破碎 围岩，其上 为 了更进一步地分析研究巷道支架与 围岩之 部为厚度 8m左右厚的泥岩，在经受动压影响后 ， 间的相互作用关系，应用适合于分析研究岩土非线 其显松散破碎状；9 煤层平均厚度为 3．66m，强度 性变形问题的数值分析软件FLAC，对以下两种支 很低，节理裂 隙非常发育，回采高度为 1．8～2．2 护方案进行 比较 ： m。其下部为厚度 6m 的泥岩 。工作面原来均采 (1)11矿工钢梯形支架和塑料 网支护 ； 用 11矿工钢梯形支架和塑料 网支护 ，在掘进过程 (2)注浆锚杆与 11矿工钢梯形支架联合支 中，回采巷道 的矿压显现十分 明显，特别是 回风巷 护 。 更为突出。巷道掘进成巷后 ，支架断面形状变成矩 3．1 模型的建立 形或倒梯形断面，大部分棚腿弯 曲折损 ，只得使用 按照临涣矿 9 煤层工作面的实际生产地质资 木支柱替换。随着巷道继续变形 ，全部支架被压 料 ，以及考虑到两条巷道均为经受过采动影响的回 坏，使得在掘进期间的运输和通风就十分困难 。 风巷道 ，建立的模型具有 以下特点 ： (1)采用应变软化模型 。 2 9 煤层 回采巷道失稳分析 (2)按照现场实际的开采过程进行模拟 ，可分 矿工钢梯形支架支护具有架设方便，施工容易 为以下 5个步骤 ： 等特点 ，一般适用于中等稳定 以上 的围岩条件 。但 (a)原岩应力 ，即施加原岩应力场 ； 是，矿工钢梯形支架在软弱围岩条件下使用时，主 (b)相邻工作面开采，即相邻工作面 回采后形 要存在 以下问题：(1)矿工钢梯形支架属于框式支 成采空区，直到上覆岩层活动稳定 ； 架 的一种 ，它也具有框式支架 的特点 ，即被动等压 。 (c)沿空掘巷 ，即沿采空区边沿掘进巷道 ； 即使支护质量很高的框式支护也很难做到围岩与 (d)巷道支护 ，在这一步里将两种支护方案分 顶板紧密接触 ，所 以支架 的初撑力极低 。(2)矿工 别实施 ； 钢梯形支架的极限承载能力较低 。在均布载荷作 (e)本工作面开采，即给巷道和支护体施加 回 用下 ，矿工钢梯形支架 的极限承载能力为 4O～5O 采动压 。 kN；若在集 中载荷作用下 ，其极限承载能力更低 。 (3)巷道的宽度为 2．5m，高度为 2．0m，巷道 现场情况表明，临涣矿 9 煤层 回采巷道 中选 埋深为 450m，由于巷道位于软弱破碎 围岩之 中， 用的 l1矿工钢刚性梯形支架，不能适应 9 煤层 所 以巷道的周边受到静水应力状态 ，垂直应力和水 围岩条件 。鉴于这种情况，必须实行对临涣矿 9* 平应力均为 9．8MP