馬村煤礦巷道支護淺析

1、 ／ 0 —1 )1 0、 f廣 ，杏 敲 ，＼ J蒲 白科技 1 9 9 5年第 1期 馬 村 煤 礦巷 道 支 護 淺析 馬村礦 安仁旺 楊林濤9 - P ~ J - )煤 礦 巷 道 的 支 護 形 式 不 是 一 成 不 變 的 ．由于地質(zhì)條件 的變 化和新的支護技術(shù)的推廣 應(yīng) 用 ，巷 道 的支 護 形 式 不 斷 地 進 行 著 更 新和 改進 ，以其使盡可能提高支架的強度和 改善 圍巖 的 應(yīng) 力狀 態(tài) ， 減 少 巷

2、道 的變 形 和 破 壞 ， 達 到有效地控制 圍巖的 目的。蒲 白礦務(wù)局馬村 煤 礦 自 l 9 7 0年 建井 至今 ，已開 采 了八 個采 區(qū) ， 主 水 平 運 輸 大 巷 掘 進 最 遠 處 至 井 底 達 8 k i n 以上 ．巷道 支 護 上遇 到 過 不 同 的地 質(zhì) 條 件 ．且 根 據(jù) 不 同 的 圍 巖特 性 采 取 了不 同 的 支 護 方式 ，其 中有 成 功 的經(jīng) 驗 ，也 有 失敗 的 教 訓(xùn) ．下面就

3、我礦 巷道支護情況 作 以簡要 的分 析 。l 巷 道支 護發(fā) 展情 況 馬村煤 礦設(shè) 計 能 力 4 5萬 t ／ a ．1 9 7 6年 投 產(chǎn) ．1 9 8 3 年 7月與 白堤礦合并，核定能力 為6 0 萬 t ／ a 的 中型礦井 ，開采石炭二迭紀 山西 組 太 原 群 5煤 層 。礦 井 的 煤 層 巷 道 基 本上 為棚 式支 護 ， 以 術(shù)棚 為主 ，金屬棚為輔 。金屬1 支架 由于其支 護強度高 ，性能穩(wěn)定 ，安全可靠

4、 ，可多次 回收復(fù)用 ， 在技術(shù)和安全上有較大 的優(yōu)越性 ， 但 初期投資過大 。所 以我 們在使 用礦用工 字鋼 加工金屬 支架 的同時 ，干 1 9 8 8年至 1 9 9 3 年 間利 用報 廢 礦 用 輕 型 鋼 軌 加工 了部 分金 屬 支 架 ，通 過 使 用 ，在 壓 力較 大 的 巷道 內(nèi)主 要 表 現(xiàn) 為棚 梁 易 彎 曲變 形 ， 但 其 比術(shù) 柵 強度 要 高 ，相 對 于 礦 用 工 字 鋼 加 工 的 金 屬

5、棚 則 差 一 些 ，目 前 金 屬 棚 支 護 占 全 礦 棚 式 支 護 的 3 O左 右 。另外 ，我們于 1 9 7 7 年 8月至 1 9 7 8年元 月 同在 東一 采 區(qū)進 行 了木 錨 桿煤 巷 支護 試 驗 ，支 護 巷 道 1 0 8 0 m ．取 得 了 一定 成 果 。我 們 當 時 選 用 的是 河南 商 邱 地 區(qū)產(chǎn) 的 臘 桿 ，其 直 徑 2 9 ～ 3 l mm，未 風 干 前 均 做 耐 拉 強 度

6、試 驗 、 其 破 斷 拉 力 4 ， 7 ～ 7 ． 0 t ， 伸 張 2 7 ～ 3 5 mm。東 一 采 區(qū)西 部 頂 板 不 穩(wěn) 定 。5煤 層 頂板 直 接 頂 為 R 砂巖 ．頂 板穩(wěn) 定 ．經(jīng) 過 1 0 0 0余 米巷 道試驗 ， 取 得如下技 術(shù)效 果 ：( 1 )部分段落 固錨桿風干 后腐 朽 ，強度大大 降低 ．造成巷 道 片幫 ，頂板 冒落 ，但維修量不大 。( 2 )在 動 壓 區(qū) 顯示 了錨 桿 支 護 的

7、 優(yōu) 越 性 ．未 出 現(xiàn) 大 量片幫 ，保證 了順擅完好安全 ．但其前提 必 須 是 巖 石堅 硬 、較 為穩(wěn) 定 的 頂 板 ．如 東 一采 區(qū)東部使 用效果較好 ，西部不理 想。通過在 煤 巷中使用術(shù)錨桿 ．存在下列問題 ：( 1 )巷 道 損壞部分除了地 質(zhì)因素外 ，大部分是 固為木錨桿風干后 ． 強度降低和施工 質(zhì)量造成 的。( 2 )我們使用的錨桿 為兩年生的 白臘桿 ．不 耐用，服務(wù)期 短，且桿徑不一 ．不適宜井下 使 用

8、。這些問題通過重新選料和技 術(shù)改進是 完全可 以解決的 ，但由于種種原因，以后再 未 使 用 。馬村 礦 井 底車 場及運 輸大 巷 均布 置 在 5煤 層 底 板 以 下奧 陶紀 灰 巖 中 ，在 新 井 建設(shè) 及 投 產(chǎn) 后 的 開 拓 巷 道 ，均 為 巖 巷 掘 進 。在 維普資訊 http://www.cqvip.com l 2蒲 白科技 1 9 9 5 年 第 1 期 狀 況 良好 ， 通 過 對 3 1 5 m 支 護

9、巷 道 設(shè) 點觀 測 ，圍 巖 移 動 量頂 板 2 ． 8 r am，兩 側(cè) 最 大 3 ． 2 mm，其移動 量在 巷道開掘后 第 3 3 ～3 9天達 到最 大值 ． 在 4 7 天 后穩(wěn)定 ， 巷道狀況 良好 。 雖然 “ 三小 ”作業(yè)線 采用樹脂錨 桿取 得 了一定成 果 ，但就 錨固形式 而言 ．井未超 出點錨 固的范疇。同樣存在著倒 鍥式錨 桿和水泥藥卷錨 桿的不足 。為探索軟巖支護最佳途徑 ，徹底 解 決礦 井東 都軟巖

10、 支護 問題 ．1 9 9 4年 3 ～4月份 ，我 們 在 ? 石 門軟 巖 巷道 進 行 了縫 管式錨桿加噴射混凝土聯(lián)合支護試驗 ，支 護 巷道 2 1 2 m， 取得 了根本性成 功 。 一 石 門為馬 村 礦 東 翼 南 盤 采 區(qū) 主 要 運 輸 巷遭 ．19 9 0年 2月 份開 始 施 工 ． 該 石 門 開 r a2 0 m 即 由灰 巖 進 入 石 炭 二 迭 紀 煤 系地 層 ． 圍巖 松 軟 破 碎 、壓力大 。采

11、用砌碹支護后 ，部分 地段 出現(xiàn)底 鼓 ．巷道變形 ．幫頂 開裂 ，效果不好 ，故 改 為使 用縫管 式錨桿 加噴射混 凝土 l O O mm聯(lián) 合 支 護 。 我 鞘 褂 玫 拿十 宋 *魏 暇 稚噴 畬摹 緞 一本 l - 旃蓯驕’ 恕罰 梅旃蓯矯十 為全長 主 動 式 錨 桿 ， 一 經(jīng) 安 裝 便對 圍巖 產(chǎn) 生 三 維 能 力 ，產(chǎn) 生 特 殊 應(yīng) 力 范 圍 ， 以較 大 的錨 固 力擠 壓 圍 巖 ．錨 固 力 隨 著

12、時 間 的 推 移 而 增 大 ．改其 它 錨 桿 點 錨 固 為全 長 錨 固 ，安 全 可 靠 。經(jīng) 對 使 用該錨仟噴 射混凝土 支護 的 2 1 2 m 巷道 錨桿 進行錨固力抽 查試驗 ． 蹙試錨桿 5 6 報 ， 錨 固力 均 達 到 4 ． 5 t 以 上 ，滿 足要 求 。巷遭 狀 況 良好 ，未出現(xiàn)用砌碹 支護 出現(xiàn) 的那 種底鼓 ，變 形 干 Ⅱ 幫 頂 開 裂 現(xiàn) 象 。2 巷道支護情況分析 馬村煤礦 自建 井至今

13、 ，巷遭 的支護形式 隨著地質(zhì)條 件的褒化和新的支護技術(shù)的推廣 應(yīng)用，不 斷地進 行著更新?lián)Q代 。各種支護形 式在特 定的歷史時期 ， 具體的地 質(zhì)條件下 ， 都 有 著 一 定 的 文 護 怍 用 和 適 應(yīng) 性 。 如 料 石 砌 碹 支 護 ，在 圍 巖 松 軟 破 碎 ．構(gòu) 造 應(yīng) 力 不 大 的 情 況 下 使 用 ，其 支 護 效 果 還 是 比較 好 的 ，但在 圍巖構(gòu)造應(yīng)力較大 ， 或受采動 影響 的巷遭 ， 如 馬村礦

14、一一 0 運 輸大 巷一九以里 及一 運 輸石門等 ． 采用砌碹支護后 ． 巷道 產(chǎn)生變形 、幫頂開裂 ．地 鼓 ，效果很不理想 ．不得不 采 用二次支護 ， 加之該支護方式施工速度慢 ． 材 料 費用 高 ．工 人 勞 動 強 度 大 ．工 效 低 ，不 宜 在 井 下 長 距 離 廣 泛 使 用 。 對 于 圍巖 忪軟 破 碎 、松動圈較大 ，不適宜錨 桿支護的巷道 ．可 采 用金屬支架掛網(wǎng)噴混凝 土聯(lián)臺支護。金屬 阿 的 作 用

15、是 提 高 混 凝 土 的 整 體性 ．使 其 應(yīng) 力分 布均勻 ．防止噴層開 裂和增 強噴層的抗震有 力 ，并能提高 噴層的抗 剪拉 強度 。金屬棚 作 為主 支 護 ．強 度 高 ，支 撐 力大 。 如 一 一 0運 輸大巷 東一 往里 2 0 0 m處 斷層帶 ( 拱形棚 ) ．一 一 0 運輸大巷貫通點 ( 梯形棚 )采用該支 護 方 式 均 取 得 比較 滿意 的 效 果 。光爆錨噴支護技術(shù) ，是 目前 在煤 礦推 廣 應(yīng) 用

16、最 為廣泛的一種綜 臺支 護技 術(shù) 光爆 主 要 是 為 了減 少 圍 巖震 動 ．保 證巷 道 成 形 的 一 種手段 。在圍巖堅 硬 ，整體性和 完整性較好 的情況下 ，光 爆技術(shù)掌 握的好 ．可 稞體不支 護 ， 以節(jié) 省大 量 支 護 材 料 ． 提 高 施 工速 度 ． 取 得較好的技術(shù)經(jīng) 濟效益 。一一 0 運輸大巷過 采 至 一 三 間 3 0 0余 米巷 道 以 及一 二 采 區(qū)幾 條 中 巷均 在 整 體 灰?guī)r 中 ，

17、巖 石 堅硬 ．光 爆 后裸 體至今 ，完好 如初 。噴射混凝土支護 ，對 于 圍巖 比較穩(wěn)定的中性巖 層或 壓力不大 的穿層 巷 道 ．可 單 獨 采 用 ，但 在 圍 巖 怪軟 破 碎 或 受 采動影響時其 效果 不夠理想 ，而需與錨桿一 塊進行錨 噴聯(lián) 合支護 ，以使兩種支護互相 補 充 ，共同發(fā)揮 作用。我 礦在煤巷 中波用過木 錨 桿 ，在 軟巖 巷道 中使 用過錒絲繩錨桿 ，金 屬倒鍥式錨桿 ，水泥藥卷錨 懺，金屬樹脂錨 懺