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冲击地压矿井深部软岩破碎巷道注浆加固技术研究

发布时间:2020-02-08 06:49
【摘要】:为解决冲击地压矿井深部破碎软岩巷道大变形问题,针对义马矿区常村煤矿西翼辅助运料斜巷复杂工程环境,分析了巷道破坏特征,揭示了巷道变形破坏机制,指出高原岩应力、多次采动、围岩承载力差、频繁微震事件、围岩锚固性能差综合因素作用下造成巷道破坏失稳。提出该类巷道控制对策,采用全断面注浆及强力注浆锚索加固系统,确定注浆加固方案、参数和工艺,利用矿压观测和全景窥视围岩内部状况检验加固效果。工业性试验结果表明方案能够有效控制围岩变形,巷道断面收缩率降低70%,维护成本降低35%。
【图文】:

斜巷,西翼


工作面分层开采,上分层开采完毕,21180和21200工作面为综放开采,回采完毕;东南侧相邻依次为21区煤轨道21区胶带下山、21区东辅助运料斜巷,21161工作面下分层未回采,设计停采线距离21区西辅助运料斜巷138m。西翼辅助运料斜巷服务期间受四邻工作面回采多次动压影响,整修频繁,变形严重区域整个断面基本闭合。西翼辅助运料斜巷位置见图1。图1西翼辅助运料斜巷布置1.2破坏特征分析原支护方案下西翼辅助运料斜巷矿压显现强烈,具有以下明显破坏特征:(1)变形速度快,巷道无稳定期西翼辅助运料斜巷重修周期一般为1.5~2a。原支护下巷道重修初期泥岩风化、碎胀明显,两帮移近和底鼓发展快,锚网主动支护系统失效,破碎围岩重力及高应力共同作用下,顶底板迅速移近,整个断面同时收缩,巷道变形监测结果显示,巷道服务期间围岩一直处于变形破坏状态。(2)整体变形量大井下巷道变形破坏如图2所示,局部地段巷道断面仅能人爬穿行,巷道原宽6.5m,高4.2m,修复前部分巷道剩余宽度为1.5m,高度为1m,断面收缩达80%以上,变形严重地段巷道几乎闭合。(3)围岩内部破坏严重、范围广,,顶板比两帮破坏深度大局部地段顶板围岩内部结构状况如图3所示,其中顶板破碎带及离层已发展至围岩深6.0m处,两帮破坏深度一般不超过4m,顶板围岩破坏范围远超两帮。巷道周围严重破碎带集中在0~4.0m,该范围内围岩基本全部破坏。图2巷道断面严重收缩图3顶板泥岩内部破坏状况2巷道变形破坏机制影响冲击地压矿井深部围岩稳定的主要因素包括原岩应力高、多次采动影响、围岩承载力低、微震事件的频繁动载、围岩锚固性能差。原岩应力高、多次采动是影响巷道失稳的根本性因素,围岩承载力差是基础因素;锚固性能差造成支护体系难以发挥作用,是影响支

巷道断面


奁捣保嗵湫窝现厍鈌蛘鉫龆厦婊猗颈蘸稀N饕砀?助运料斜巷位置见图1。图1西翼辅助运料斜巷布置1.2破坏特征分析原支护方案下西翼辅助运料斜巷矿压显现强烈,具有以下明显破坏特征:(1)变形速度快,巷道无稳定期西翼辅助运料斜巷重修周期一般为1.5~2a。原支护下巷道重修初期泥岩风化、碎胀明显,两帮移近和底鼓发展快,锚网主动支护系统失效,破碎围岩重力及高应力共同作用下,顶底板迅速移近,整个断面同时收缩,巷道变形监测结果显示,巷道服务期间围岩一直处于变形破坏状态。(2)整体变形量大井下巷道变形破坏如图2所示,局部地段巷道断面仅能人爬穿行,巷道原宽6.5m,高4.2m,修复前部分巷道剩余宽度为1.5m,高度为1m,断面收缩达80%以上,变形严重地段巷道几乎闭合。(3)围岩内部破坏严重、范围广,顶板比两帮破坏深度大局部地段顶板围岩内部结构状况如图3所示,其中顶板破碎带及离层已发展至围岩深6.0m处,两帮破坏深度一般不超过4m,顶板围岩破坏范围远超两帮。巷道周围严重破碎带集中在0~4.0m,该范围内围岩基本全部破坏。图2巷道断面严重收缩图3顶板泥岩内部破坏状况2巷道变形破坏机制影响冲击地压矿井深部围岩稳定的主要因素包括原岩应力高、多次采动影响、围岩承载力低、微震事件的频繁动载、围岩锚固性能差。原岩应力高、多次采动是影响巷道失稳的根本性因素,围岩承载力差是基础因素;锚固性能差造成支护体系难以发挥作用,是影响支护效果的关键因素。2.1原岩应力高,多次动压影响21采区西翼辅助运料斜巷最大埋深700m,最大水平应力25.25MPa,属于高应力常图1显示,巷道两侧基本全部为采空区,服务过程中依次受到4个回采工作面不同开采期的回采动压影响,多次强烈采动形成的应力高度集中,造成巷道矿压

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