清水營煤礦軟巖巷道錨注支護(hù)技術(shù)研究.pdf

1、自上世紀(jì)八十年代以來,新奧法支護(hù)在我國煤礦巷道中得到了全面推廣應(yīng)用,并經(jīng)過近30年的發(fā)展形成了以錨桿為主體的各種支護(hù)結(jié)構(gòu),如煤巷錨網(wǎng)支護(hù)、錨帶網(wǎng)索支護(hù);巖巷錨噴支護(hù)、錨網(wǎng)噴支護(hù)、錨網(wǎng)噴索支護(hù)等,對(duì)保證巷道的有效使用發(fā)揮了重要作用。但是,新奧法支護(hù)在軟巖巷道卻遇到了很大的困難,除軟巖自身的因素外,錨桿索在軟巖內(nèi)錨固點(diǎn)不易形成是關(guān)鍵因素之一,影響了錨桿索的支護(hù)強(qiáng)度,造成軟巖巷道圍巖變形得不到有效控制,導(dǎo)致巷道支護(hù)失效而發(fā)生破壞。本文綜合運(yùn)用

2、工程地質(zhì)調(diào)查、實(shí)驗(yàn)室力學(xué)性質(zhì)測(cè)試與物相分析、現(xiàn)場(chǎng)地應(yīng)力實(shí)測(cè)、理論分析和現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)等方法和手段,分析了清水營煤礦軟巖巷道圍巖失穩(wěn)破壞特征、軟巖錨注前后特性,提出了錨網(wǎng)噴索+錨注聯(lián)合支護(hù)技術(shù),并獲得良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。獲得了如下研究成果:
　　(1)清水營煤礦+786m水平井底車場(chǎng)具有明顯的軟巖特征:其所在層位的巖性為粉砂巖,厚度為14.8m,試驗(yàn)其抗壓強(qiáng)度僅為1.59MPa;化驗(yàn)其膨脹性礦物成份含量分別為:伊利石含29.3％,綠泥石含

3、30.7％;實(shí)測(cè)的最大水平應(yīng)力為23.74MPa,豎向自重應(yīng)力為16.37MPa,兩者比值為最大水平應(yīng)力是豎向自重應(yīng)力的1.45倍。
　　(2)以清水營煤礦+786m水平井底車場(chǎng)為工程背景進(jìn)行錨注支護(hù)數(shù)值分析,結(jié)果表明:巷道開挖至未支護(hù)時(shí),圍巖變形破壞嚴(yán)重,采用錨注支護(hù)后,錨桿起到一定作用,但隨著時(shí)間推移仍發(fā)生了較大的變形破壞,進(jìn)行錨注加強(qiáng)支護(hù)后,在巷道周圍形成了一個(gè)厚壁承載拱,在同樣的豎向壓力作用下,巷道變形較小,證明錨注支護(hù)夠

4、對(duì)巷道圍巖進(jìn)行有效控制。并將軟巖按水灰比0.8的水泥漿與粉砂巖顆粒制作力學(xué)模型,進(jìn)行錨注特性試驗(yàn)得出;錨注前試件的抗壓強(qiáng)度峰值為11.585MPa,錨注后試件的抗壓強(qiáng)度可達(dá)22.22MPa,可見軟巖錨注后其自承能力比錨注前提高了1.92倍。
　　(3)通過對(duì)清水營煤礦+786m水平井底車場(chǎng)的變形原因進(jìn)行分析,根據(jù)車場(chǎng)巷道的軟巖性狀、物相成份及地應(yīng)力特點(diǎn),針對(duì)性了提出了錨網(wǎng)噴索+錨注聯(lián)合支護(hù)設(shè)計(jì)方案,并在車場(chǎng)巷道中進(jìn)行工程實(shí)踐,實(shí)踐

5、證明:錨注后明顯改善了圍巖的力學(xué)性質(zhì),提高了圍巖了自承能力,巷道圍巖得到了較好的控制。通過近100天的監(jiān)測(cè)結(jié)果可以看出:巷道拱部下沉量21mm,幫部移近量25mm,且噴層未出現(xiàn)任何開裂現(xiàn)象;錨注后聲波測(cè)試速度比注漿前提高了16％～45％,彈性模量提高了34％～110％;經(jīng)過鉆孔窺視,注漿后孔內(nèi)光滑密實(shí),表明漿液有效的充填了圍巖內(nèi)的松動(dòng)裂隙,使松動(dòng)破壞的圍巖重新膠結(jié)在了一起,提高了其密實(shí)性和完整性,這對(duì)軟巖的有效控制和長期穩(wěn)定起到了重要作