火烧铺矿 234石门修复支护技术分析及应用

火烧铺矿 234石门修复支护技术分析及应用

周金恋

贵州省六盘水市盘州市火铺镇贵州盘江精煤股份有限公司火烧铺矿 贵州六盘水 553539

摘要：火烧铺矿始建于1966年，1971年投产，已有50多年的开采历史，火烧铺矿可采或局部可采煤层共14层，属煤层群开采，近年来，随着开采规模的扩大，矿井开采深度逐渐向下延深，采动影响及围岩应力显现越来越明显，给经济社会发展带来了很大的促进作用。但在实践中为了确保煤矿井下软岩巷道施矿井安全高效发展带来制约，为了确保准备巷道支护可靠，服务周期长，则需要考虑适用性良好的支护技术。基于此，本文将对火烧铺矿234石门修复支护技术应用进行系统阐述，为其他矿井类似巷道修复支护提供参考支持。

关键词：火烧铺矿；234石门；修复；支护技术；应用

引言

火烧铺矿234石门布置在+1400m水平，为火烧铺矿23采区开采第4区段各煤层服务，现由于23采区采掘活动集中在234石门区段，受采动影响，234石门局部巷道支护变形，由于234石门布置在穿过煤层及顶底板的岩层中，局部顶板松软，修复支护困难，支护失效比例高，为此，在传统巷道修复支护方式的基础上，采用联合支护方式对火烧铺矿234石门修复段进行支护，本文对火烧铺矿234石门修复支护原理和技术进行探讨。

1巷道修复支护原理及特征

巷道开挖及受采动影响后，围岩应力遭到破坏，岩体经应力调整后达到二次应力状态，二次应力主要为弹、塑性分布，具体主要取决于岩石强度，巷道开挖后，巷道周围的部分岩体应力超出岩体的屈服强度，使岩体进入塑性变形，如不加强支护会造成巷道破坏，其特征主要表现在：a)由于围岩的单轴抗压强度低，周边围岩受应力集中影响，两帮容易发生侧向变形，顶板岩石因自身重力及上部岩层载荷影响产生塑性弯曲变形；b)初期变形速率大，因水平构造方向应力大于垂直方向应力，巷道在掘进时卸载迅速，表现为巷道初期变形速率大；c)巷道变形具有时效性，由于采动影响巷道岩性极易受节理侵蚀，岩体松散流变性增强，当两帮围岩内挤，顶板下沉，影响通风、运输及行人安全。

2 火烧铺矿234石门修复支护技术分析及应用

2.1锚杆联合支护技术

以往普通的单体锚杆支护技术只适合稳定的围岩岩体、岩石巷道，并不适用于受重复采动影响巷道。所以，人们改进了单体锚杆支护，研发出了锚杆联合支护技术。即锚杆、锚索的联合支护。这种支护方式多是与钢带、金属网、工字钢梁结合在一起，非常适用于复合型巷道的支护。采用以锚杆、锚索为主，配以金属网、钢梁等的联合支护技术能使顶板岩层形成多支点的组合梁，大幅度提高岩层的抗剪能力、抗变能力。同时，还可有效控制围岩弯距，保证岩体的稳定性，满足支护要求。在应用该技术需注意科学选择锚杆参数、支护形式，以保证最佳的支护效果。另外，该支护方式的最大特点就是变被动支护为主动支护，能有效提升巷道围岩的承载力，且围岩状态下，其作用机理也会不同。所以，在应用锚杆联合支护技术时，还应先充分了解岩石的硬度、完整性、地应力等的情况，从而准确确定锚杆、锚索支护方式。一般情况下，多是采用锚杆、锚索、网的联合支护形式。其中锚杆、锚索被加固在直接顶、锚杆用于加固伪顶，同时，利用拉杆的挤压力消除、减少下位岩层的拉应力。这样就能使锚固岩层形成整体承载力结构，从而有效提高巷道支护的可靠性、安全性。

2.2二次支护技术的应用

在受采动影响较强、高应力集中的火烧铺矿234石门修复时，为了延长巷道服务周期，优化其安全性能，应注重二次支护技术的应用，进而提高巷道支护的刚度和强度，避免其受采动影响范围扩大。具体表现为：①基于234石门的二次支护，可实现对锚网索喷支护的高效利用；②从受重复采动围岩位移测量、相应变化曲线绘制等方面入手，有利于增强二次支护效果。

2.3复合层顶板锚杆锚索联合支护技术

这种支护技术非常适合受采动影响较大及高应力集中的巷道支护。高应力集中区域和受重复采动影响区域，围岩很容易破坏、变形。对此，应采用具有足够柔度，且具有刚柔层的支护技术。234石门受采动影响较大，围岩强度比较低，且遇水容易出现围岩失稳，尤其是巷道底板更容易受到水的影响，出现稳定性不足、变形严重等问题。因此，可采用在巷道拱基线往上打设锚索的方法，进行顶板的支护，从而整体提升高应力巷道的稳定性、安全性。如今，随着我国煤矿行业的发展，顶板锚杆锚索联合支护技术也在不断发展。比如复合层顶板锚杆锚索联合支护技术正是一种新的顶板锚杆锚索联合支护技术。该支护技术具有成本低、效益高、回采率高、可消除安全隐患、可减少维护工程量、可改善围岩受力状态等优点。

2. 4. U型棚+锚索+钢筋网+喷注浆联合支护

针对重复采动影响巷道采用U型棚+锚索+钢筋网+喷注浆联合支护方式对巷道围岩进行加固，然后利用锚索对形成的应力加固拱打设锚索，锚入老顶岩石中，充分利用锚索悬吊、高预应力等优良支护性能，对巷道起到加固支护作用。火烧铺矿在234石门修复支护中，采用29U-5066型斜腿拱形棚进行支护，套修后使其巷道规格为：下宽×中高=5066mm×3200mm，棚距为0.4m，每架棚子上6副卡缆进行加固，卡缆搭接360mm～380mm,卡缆螺丝预紧力不得小于350N·m。施工时，全断面铺设φ5.5mm钢筋加工钢筋网，钢筋网规格为长×宽=2.2m×0.8m，铺网时，采用双股14＃铁丝进行连网，网的搭接长度和连网扣距均为0.1m。新棚子架好后，必须采用U型棚一剖二加工成0.7m长的铁背板按0.3m的间距将帮顶刹背严实，并用14#铁丝绑在钢筋网上，每块必须绑两道，铁背板必须垂直拱形棚梁（腿），两端必须超出棚子边缘0.1m以上。棚子架好后在棚子空中采用锚杆机按2.0×3.2m的间排距沿着巷道轮廓线打设中空注浆锚索（长度为8.2m），每个锚索眼装填2个MSK2360型锚固剂，锚索外露长度为露出锚盘（规格为0.3×0.3×0.01m）外150-250mm。采用300mm的废旧短锚杆加工成特殊钩子，钩子经加工之后直线长250mm，待锚索打完之后，沿着已架设好的拱形棚内边重新铺一层钢筋网，钢筋网用特制锚杆钩子钩在拱形棚的U形槽内，外端使用螺帽配合锚盘（规格为0.15×0.2×0.01m）固定，钩子固定点的间排距为1.0×1.2m。内圈钢筋网必须用双股14#铁丝连接好，铺网时搭接长度为0.1m，连网扣距为0.1m。内圈钢筋网铺设完成后，整段进行喷、注浆，喷浆厚度自岩面起不得小于200mm。

3针对原巷道支护方案的解决措施

3.1优化支护方法，建立完善的支护体系

在深入分析采动影响巷道变形特点和围岩结构岩性之后，需要针对不同压力巷道采用不同的支护措施。对于围岩应力较高的区域，则需要应用锚网索喷浆和注浆方法，锚索联合U型棚支护等技术。通过注浆操作有助于加强围岩结构支撑强度，还能够提升支撑力，确保锚索和围岩形成整体，以此发挥出锚索锚固效果。利用可伸缩支架能够填充支架后部空间，确保支架均匀受力。喷浆操作能够使围岩封闭，避免其出现分化和膨胀问题。主动支护锚索和架棚支护，可以有效承担围岩的压力，改善单一围岩支护的弊端。

3.2实行工艺流程标准化管理

火烧铺矿234石门修复过程中，必须强化工艺流程标准化管理意识。在架棚支护完成时及时打设锚索，锚索打设完成及时铺上钢筋网进行喷浆，并且密切贴合支架，减少围岩结构在空气中的暴露时间，避免由于风化作用或者水化作用破坏围岩结构。喷浆液应当严格按照水灰比进行搅拌，在喷浆完成之后需要及时注浆。注重检查施工锚索质量，以此确保支护力学特性可以满足围岩结构力学特性。

结语

综上所述，随着我国煤矿行业的发展，采动影响巷道的修复支护支护技术的种类越来越多，其适用环境、条件、优点等都有所不同，煤矿企业在应用采动影响巷道支护技术时，应结合巷道的实际情况，灵活选择支护方式。只有这样才能有效控制巷道围岩变形，提升巷道围岩的稳定性、安全性，从而延长巷道的服务期。

参考文献

[1]孟飞.煤矿软岩巷道支护技术的研究及发展[J].山东工业技术,2014(22):79.

[2]黄谷.煤矿井下软岩巷道施工支护技术研究应用[J].低碳世界,2017(10):97-98.