弱膠結(jié)軟巖地層中煤巷支護(hù)技術(shù)研究.pdf

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1、總第180期doi：10．3969／j．issn．1005—2798．2014．08．016弱膠結(jié)軟巖地層中煤巷支護(hù)技術(shù)研究王迎東，林登閣，楊秀麗，孫凱，(1．山東科技大學(xué)，山東青島266510；2．山東省土木S-程防災(zāi)減災(zāi)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山東青島266510)摘要：查干淖爾一號礦井的主要巷道設(shè)在2號煤層中，為中生代白堊紀(jì)地層，成巖年代較晚，巖層膠結(jié)性較差，煤層頂、底板主要以泥巖、砂質(zhì)泥巖為主，為典型的弱膠結(jié)軟弱圍巖巷道。針對該類軟巖的特點(diǎn)，確定“一次高強(qiáng)、均勻讓壓，先柔后剛、柔讓適度；二次強(qiáng)剛、阻抗防水，強(qiáng)

2、化圍巖、整體穩(wěn)定”的支護(hù)理念，在全煤巷道采用錨索+U36淺底拱型鋼棚+錨注+底板抗阻錨索束加固方案，取得了良好的支護(hù)效果。關(guān)鍵詞：白堊紀(jì)地層；煤巷；弱膠結(jié)軟巖：支護(hù)技術(shù)中圖分類號：TD353文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B文章編號：1005—2798(2014108—0036—03隨著我國東部能源的逐步開采和西部大開發(fā)戰(zhàn)護(hù)形式，但由于弱膠結(jié)軟巖的高膨脹、高流變、大變略的實(shí)施，煤礦開采開始向西部轉(zhuǎn)移。但西部復(fù)雜形特性。使支架后土層向軟弱處流動(dòng)，導(dǎo)致支架受力的地質(zhì)條件。僅其在礦井建設(shè)中遇到的很多新問題，變形不均勻，輔運(yùn)大巷多處

3、出現(xiàn)鋼筋混凝土支架斷出現(xiàn)了大量支護(hù)困難的巷道。其中，中生代弱膠結(jié)裂現(xiàn)象，如圖1所示。鋼管混凝土支架軸向抗壓強(qiáng)軟巖問題就是在我國西部煤炭開采中遇到的急需解度高，但抗彎、抗剪強(qiáng)度相對較低，支架支護(hù)力不能決的新問題之一。晚侏羅世一早白堊世是我國中生正常發(fā)揮。弱膠結(jié)軟弱圍巖巷道支護(hù)是制約查干淖代第三個(gè)重要的聚煤期，也是我國東北和內(nèi)蒙古東爾一號礦井巷道快速施工的關(guān)鍵問題，急需尋求一部重要的含煤層系，多含厚或巨厚煤層。但是由于種新的支護(hù)形式以解決弱膠結(jié)軟弱圍巖巷道支護(hù)的地層中巖石成巖時(shí)間短、成巖環(huán)境差、巖石膠結(jié)性穩(wěn)定

4、問題差，且?guī)r石中粘土類礦物含量較高，遇水極易軟化?，F(xiàn)場直觀表現(xiàn)為膠結(jié)差、易風(fēng)化、強(qiáng)度低和成巖不完全等性質(zhì)L1]。文章以內(nèi)蒙古查干淖爾一號煤礦弱膠結(jié)軟弱圍巖巷道為工程背景，在綜合分析巷道原有支護(hù)形式的變形和破壞特征的基礎(chǔ)上．制定了相應(yīng)的支護(hù)對策。為弱膠結(jié)軟弱圍巖巷道的支護(hù)提供了一定的工程參考。1工程概況圖1輔運(yùn)大巷120m處鋼筋混凝土支架斷裂查干淖爾煤田位于內(nèi)蒙古自治區(qū)錫林郭勒盟阿2巷道破壞機(jī)理分析巴嘎旗新浩特鎮(zhèn)東南70km處。礦井設(shè)計(jì)產(chǎn)量為2．1地質(zhì)條件800萬t／a，井田面積約83．4km。采用主斜、副

5、立鉆探揭露該井田的地層自上而下為第四系、第混合開拓，井口標(biāo)高為+1038m，副井井底標(biāo)高為三系、白堊系下統(tǒng)巴彥花組。白堊系下統(tǒng)巴彥花組+858rn．風(fēng)井井底標(biāo)高為+837．5rn。2009年8月為含煤地層，巖性主要由泥巖、砂質(zhì)泥巖、炭質(zhì)泥巖、開工建設(shè)，2012年7月底，副井、風(fēng)井已施工到井底粉砂巖和煤組成，上部含有薄層礫巖及含礫砂巖水平，主斜井井筒掘進(jìn)一次支護(hù)至336m位置，成井巷道主要布置在2號煤層中，2號煤層頂、底板的巖至281m位置，二期井下大巷已施工875rn。目前石主要由泥巖、粉砂質(zhì)泥巖等極弱膠

6、結(jié)巖層組成的已施工2煤回風(fēng)大巷、2煤輔運(yùn)大巷。由于侏羅一軟弱巖層。在遇水或吸濕后，具有明顯的膨脹、軟白堊系軟巖地層，巖層松軟，施工后返修現(xiàn)象嚴(yán)重?；?、崩解和泥化現(xiàn)象_2]。流變現(xiàn)象嚴(yán)重，強(qiáng)度很低，已施工巷道先后采用了錨網(wǎng)支護(hù)、工字鋼棚支護(hù)、u穩(wěn)定性差，是典型的弱膠結(jié)軟弱圍巖。型鋼棚支護(hù)和高強(qiáng)鋼管混凝土支架等高強(qiáng)度聯(lián)合支收稿日期：2014-03-21作者簡介：王迎東(1987一)，男，山東菏澤人，在讀碩士研究生，研究方向?yàn)閹r土工程。36王迎東等：弱膠結(jié)軟巖地層中煤巷支護(hù)技術(shù)研究第23卷第8期2．2巖層成分分

7、析探明井下巷圍巖的巖性，在2煤回風(fēng)大巷有代表性巷道圍巖的巖性是決定巷道圍巖變形破壞的關(guān)的地段采取煤層頂?shù)装鍘r樣，利用D8一ADVANCE鍵因素之一，針對該地區(qū)煤層形成地質(zhì)年代較晚，地型射線衍射儀對巖樣成分進(jìn)行物相分析。結(jié)果質(zhì)條件特殊的特點(diǎn)，巖性的分析是極其重要。為了如表1所示。表1煤層底板巖石礦物組成(重量百分比W．／％)編號巖樣取樣地點(diǎn)ZSYHhJN3—1回風(fēng)巷185ITI頂板粘稠狀巖樣46．36．143．83．7／／／3—2回風(fēng)巷185m頂板含水略少巖樣16．36．323．11．7／52．6／3—3回

8、風(fēng)巷185Ilfl頂板表面風(fēng)干狀巖樣36．56．352．94，3／／／4—2回風(fēng)巷167m底板含細(xì)砂較多的風(fēng)干巖樣／4．39．1／28．527．721．09．44—3回風(fēng)巷167rn底板含泥質(zhì)較多的風(fēng)干巖樣／6．513．3／34．935．4／9．84—4回風(fēng)巷167m底板含粗砂較多巖樣／5．516．91．1／39．519．5l7．5注：z一珍珠陶土；S石英；Y一伊利石；H一黑五母；h-滑石；J一鉀長石；N一鈉長石；G一面嶺石。