综放沿空留巷锚注支护应用

发布时间：2020-10-18 08:30

　　 天池煤矿采用一面四巷布置模式,其中瓦斯尾巷需要二次复用兼做下工作面回风巷,由于受到工作而回采动压影响,成功留用难度较大,具体表现在煤柱挤出量巨大、顶板破碎冒落、底臌量大、巷道断面收缩率高,从而导致沿空留巷需要多次反复维修,劳动强度大,支护成本高,影响正常生产接续。本文从沿空留巷煤柱变形规律、斜跨梁结构的稳定性及沿空留巷围岩应力分布特征三方面着手,分别研究沿空留巷围岩变形特征、沿空留巷应力分布和演化规律、锚注支护材料结构特性、锚注支护设计方法和技术要求等要素对沿空留巷稳定性的影响,并根据工程案例,总结锚注支护技术在沿空留巷的支护机理和技术优势。针对沿空留巷特殊围岩结构,通过地应力实测与监测技术分析研究沿空留巷在回采期间斜跨梁顶板应力分布特征和规律,获得沿空留巷弹性应力区分布范围、塑性应力区分布范围和超前支承压力影响范围等现场资料,指导锚注补强加固强度和重点范围,为天池煤矿103瓦斯尾巷锚注补强加固设计方案提供了科学依据。锚注支护技术以新型中空注浆锚杆、中空注浆锚索为核心,针对沿空留巷围岩变形和应力分布特征,新型中空注浆锚杆、锚索在材质、结构、封孔型式进行了改进,注浆材料采用价低易得的水泥基材料,采用注浆添加剂对水泥浆液改性,使其具有可泵性强、凝固时间短、硬化速度快等特点,满足锚注支护施工后锚注支护体可以快速承载、扩散迅速、强度高的要求。本文以提高小煤柱、斜跨梁及实体煤形成的特殊围岩结构的稳定性为主要思路,注重“支护体.围岩”共同作用,提出沿空留巷全断面锚注补强加固支护方案,具体措施是在沿空留巷小煤柱帮部和实体煤帮部采用超长中空注浆锚杆进行“三高”锚注技术加固,即高预紧力、高灰水比、高压注浆,提高小煤柱和实体煤完整性和承载能力,改善沿空留巷受力特征,控制煤体变形；顶板采用中空注浆锚索锚注支护,强化顶煤、伪顶与坚硬老顶间的力学联系,再通过注浆封闭顶板裂隙的同时,提高斜跨梁结构的整体性和稳定性,满足沿空留巷在服务期限内的稳定性要求。通过采用锚注支护技术加固沿空留巷,相对于架棚支护和单体支柱补强支护,其巷道断面变形量和变形速率明显降低,巷道在二次利用期间基本不需返修,根本改变了综放沿空留巷支护困难、维护量大的被动局面,节约了人工和材料成本,改善了井下工人的工作环境、降低了工人的劳动强度,保障了综放工作面高产高效安全生产,具有显著的经济效益和社会效益。
【学位单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2015
【中图分类】：TD353
【部分图文】：

中瓦斯尾巷二次复用作下…工作面的进风运输顺槽。１０３工作面采用综放生产工??艺，为避免瓦斯超标威胁工作面的安全生产，采用化Ｌ型通风方式，即一进两回??的通州系统（见图１．?１），并在瓦斯尾巷与回风巷之间煤柱内间隔３５ｍ布貴１条??１??

?■??随着高强铺注支护技术的应用和发展，高性能支护材料也不断出现。德国铺??杆支护发展有３０多年历程，见图１．?２，其铺杆的破断力从１６０ＫＮ逐渐提高到３６０ＫＮ，??错固方式也从端错逐渐发展成为全长注浆错固进而发展到错注一体化Ｂ３。??＇?Ｉ?！??ｆ?：??Ｉ?１??１?Ｉ?ｉ?＾??Ｉ?ｓ?．１?？?Ｍｗ??１?．誦：、．Ｉ?芳背?＾＾１?ｊ??－議?圓．‘?？?觀ｉ?Ｍ?＇??Ｉ?国?＾?。裴诚，Ｉ?ｉｌｌ?＊??曝?Ｓｅｎ?ａｎｋｅｒ?ｆ?：?＜?Ｉ?＊??ｍ?Ｆｒｅｉｓｐｌｅｆ－?３００?ｋＮ?！?ＯｎｅｓＵｐ?！?ｊ?Ｏｎｅｓｔ々ｐ??ａｎｋｅｒ?：?Ａｎｋｏｒ?＼?，?Ａｎｋｅｒ??ＳｐｒｅｉｚｈＯＪｓｅｎ－?纖?Ｗ?：?Ｉ?３６０?ｋＮ?Ｉ?ｆ?３６０?ｋＮ??ａ口：：?５?＼?ｄｒｅｈｅｎｄｅｓ?＼?｝?．?ｆＯｒ?ｄｒｅｈ－??巧０?ｋＮ?＾?Ｉ?ｉ?Ｂｏｈｒｅｎ?：?ｔ?ｓｃｈｌａｑｅｎｄｅｓ??ｊ?ｊ?Ｉ?＼?Ｉ?；?Ｂｏｈｒｅｎ??：?；?：?：?？?；?Ｉ?■??１９８０?１９８５?１９９０?１９９５?２０００?２００５?２０１０??图１．２德国错杆发展历程??最有代表性是德国Ｈｉｌｔｉ公司研制的＂一步到位＂铺巧，并带一次性钻头的??自钻进大直径全螺纹超高强铺杆，称为ＯＮＥ．?ＳＴＥＰ．?ＡＮＣＫＥＲ错杆。该错杆最大外径??为３２誦，破断力为３４０ｋＮ，抗剪力为２３０?ｋＮ，最大延伸率为１６％。??铺注支护技术在前苏联煤矿中得到了广泛的实际应用，并提出在巷道围岩稳??定性系数Ｋ（ｙＨ／ｃ７

杆支护安全可靠性和总体成巷速度方面具有显著的效果，而且为解决复杂动压条??件下围岩稳定控制问题提供了有效的技术手段。澳大巧亚的澳思达煤矿大量采用??澳大利亚Ｍａｇｅ，?ｂｏｌｔ公司的ＭＳ７Ｒ．?ＴＴ强力注浆螺纹锁紧铺索［６］，如图１．?５，用中??空注浆铺索支护跨度达８?ｍ的切眼不需要打任何支柱或木巧。??７??
【参考文献】

相关期刊论文 前1条

1 杨米加,陈明雄,贺永年;注浆理论的研究现状及发展方向[J];岩石力学与工程学报;2001年06期

本文编号：2846063