深部开采矿井大断面巷道支护技术实践.pdf

第 3 7卷 第 8期 2 0 1 1年 3月 山 西 建 筑 SHANXI ARCHI TECTU1 l E V0 1 ． 3 7 No ． 8 Ma r ． 2 0 1 1 7l 文章编号 1 0 0 9 6 8 2 5 2 0 1 1 0 8 0 0 7 1 0 2 深部开采矿井大断面巷道支护技术实践 刘福轮徐天 才 孟庆保 摘要 根据某矿井大断面巷道地质条件， 从巷道支护设计、 技术质量要求等方面进行 了论述， 通过采取合理的支护技 术 ， 实现 了良好的 支护效果 ， 保证 了巷 道的 支护 强度 。 关键词 深井 ， 巷道 ， 支护技 术 中图分类号 T U 9 4 2 文献标 识码 A 1 工 程概 况 I2 ] 孜东矿主井井底装载胶带机巷 连接主井 井底南 、 北煤 仓下 口及主井 ， 作 为煤 仓下 口装煤 及运 煤通 道 ， 服务 年 限 6 0年 ， 巷道 断面超过 4 0 m ， 巷道 底板标高 一 8 9 0 m， 该矿地面标高 2 5 I n 。 2地质条件 该段巷道 主要在 1 8 1 ， 1 8 - 2煤层 中掘进 ， 整 体岩层岩性局 部较 松软。在掘进过程 中将依次 揭露 砂质 泥岩层 ， 岩层厚 度 1 4 ． 5 m； 铝质泥岩层 ， 岩层厚度 1 ． 7 m； 1 8 1 煤 层 ， 煤 层厚度 0 ． 5 m； 细砂 岩 层 ， 岩层厚度 3 ． 0 m； 砂质泥岩层 ， 岩层 厚度 1 ． 5 m； 1 8 2煤层 ， 煤 层 厚度 0 ． 5 m； 砂质 泥岩层 ， 岩层厚度 1 ． 1 m。该段巷道岩层局部较松 软 ， 岩层裂 隙发育 ， 岩层剖面倾角南倾约 5 。 ， 剖 面倾角东倾约 3 。 。 3支护设计 3． 1 永 久支护 形式 巷道施工时， 首先采取锚网索喷一次支护， 永久支护锚杆距 迎头距离不得超过 2 ． 2 m； 后期 进行 浇筑混凝土二次支护 。 3 ． 2巷道断面形状 巷道及硐 室断面均为直墙半 圆拱形。巷道支护断面图见 图 1 。 图 1 主井井底装载胶带机巷道支护断面图 3． 3断 面尺 寸 掘面积 4 7 ． 4 m ， 掘 宽 8 5 4 0 mm， 掘高 6 4 7 0 mm； 净 面 积 4 6 ． 2 m ， 净宽 8 4 0 0 m m， 净高 6 4 0 0 m m。 3 ． 4 锚 网索喷支护参数 1 锚杆间排距为 0 ． 7 mx O ． 7 m。锚索间排距为 1 ． 5 m x1 ． 4 m， 每排 布置 7根 。2 锚 网采用锚杆压 槎 ； 锚网搭 接不小 于 1 0 0 m m， 用 1 2号铁丝联 网 ， 联网点间距不大于 3 0 0 m m。3 安装锚杆时 ， 每 孔使用 3卷 Z 2 3 5 0型锚 固剂 ， 锚固剂搅拌时 间为 2 0 s ～3 0 s 。安装 锚索时 ， 每孑 L 使用 3卷 Z 2 8 5 0型锚 固剂 ， 锚 固剂搅拌 时间为 3 O s ～ 4 5 s 。4 喷浆厚度为 7 0 m m， 混凝土标号为 C 2 0 。初喷厚度不小于 5 0 m m， 并及时进行复喷 。 3 ． 5锚 网索支护 材料 1 锚杆采用 2 2左旋无纵筋专用 Ⅱ级高强螺纹钢加工， 长度 为 2 ． 5 m。2 锚杆托板采用厚 1 0 mm钢 板加工成 窝型托板 ， 规格 为长 x 宽 厚 1 2 0 mm x 1 2 0 mm x 1 0 m m。3 锚 网采用 钢筋 焊制 ， 规格为长 宽 l 6 0 0 mi l l x 9 0 0 mm， 网孔规格 为 1 0 0 m m 1 0 0 mm。4 锚索采用 2 1 ． 8钢绞线 ， 长 6 ． 3 m。锚索托板 采用厚 1 4 m m钢板加工 ， 采用大小两块托板叠加 ， 大托板规格为长 x宽 x 厚 3 0 0 m m x 3 0 0 m m x 1 4 m m， 小 托 板 规 格 为 长 x宽 厚 1 5 0 m m x1 5 0 m m x1 4 m m。5 钢带 采用 中1 2圆钢焊制 H型钢 带 ， 规 格为 3 ． 0 m， 2 ． 4 m 和 1 ． 6 1T I 三种。6 锚 固剂 Z 2 3 5 0型或 Z 2 8 5 0型锚固剂。 3 ． 6喷浆支护材料 水泥为 P ． 0 3 2 ． 5水泥， 黄砂为中砂， 细度模数 2 ． 5 ， 瓜子片粒 径 5 m m ～1 0 m m， 配合 比 重 量 比 为水 水泥 黄砂 瓜 子片 0 ． 4 5 1 2 ． 1 3 2 ． 1 3 ， 速凝剂掺入量 为水 泥重量 的 4 ％ 。 4临时支 护 4 ． 1 临时 支护形 式 正常情况下采用戴 帽点 柱做 临时支 护 ， 当围岩破 碎 、 过地 质 构造带或顶板为砂质泥岩或煤层等 松软岩层 时采用超前 螺纹钢 、 护顶锚杆作临时支护 。 4 ． 2 临时支护材料及支护参数 1 戴帽点柱。点柱选用直径不小于 2 0 0 iT l m， 长度不小于 2 ． 5 m 的圆木， 柱帽采用规格 长 x宽 高1 8 0 0 m m x1 5 0 m m 1 5 0 iT l m 。 正常情 况下最大控顶距不超过 2 ． 3 m， 如顶板岩石稳定性 较差时 ， 采用逐排施工 ， 最大控顶距不 超过 1 ． 0 m。 2 超前钢筋 和 护顶 锚杆 。超前 钢 筋 采用 直 径 2 8 m m、 长度 3 ． 0 r fl的螺纹钢。护顶锚杆同支护锚杆。正常情况下最大控顶距 不超过 2 ． 3 m， 如顶板岩石稳定性较差或者顶部 为煤 时 ， 采用逐排 施 工 ， 最大控顶距不超过 1 ． 0 m。 3 超前钢筋和护顶锚杆支护工艺。超前钢筋是在一个循环 结束后， 进行下一循环时从巷道顶部打入起到超前控顶的作用。 即在打眼爆破前， 沿巷道拱部轮廓线外 5 0 m m一1 0 0 mm位置以间 距 3 0 0 m m一 5 0 0 m m 顶板破碎严重时缩小间距 之 间施工一 圈超 前 支护螺纹钢 ， 岩性不稳定时可视 现场情况缩小施 工超前 支护间 距 。按 照眼位用风锤沿巷道坡度打眼 ， 眼深 2 ． 5 m一 2 ． 7 m， 然后把 收稿 日期 2 0 1 0 1 1 1 1 作者简介 刘福轮 1 9 6 9 一 ， 男， 助理工程师， 国投新集能源股份有限公 司口 孜 东矿， 安徽 阜阳 2 3 6 1 5 3 徐天才 1 9 8 2 一 ， 男， 助理工程师， 国投新集能源股份有限公 司口孜 东矿 ， 安徽 阜阳2 3 6 1 5 3 孟庆保 1 9 8 4 一 ， 男 ， 助 理工程 师 ， 国投 新 集能 源股份 有 限公 司 口孜 东矿 ， 安徽 阜 阳2 3 6 1 5 3 7 2 第 3 7卷 第 8期 2 0 1 1年 3月 山 西 建 筑 SHANXI ARCHI TECTURE Vo 1 ． 37 NO ． 8 Ma r ． 2Ol 1 文章编号 1 0 0 9 6 8 2 5 2 0 1 1 0 8 0 0 7 2 0 3 某地区区域现代构造应力场特征分析 杜研 岩 周志广 郭 锐 摘要 分别介绍 了区域现代构造应力场和震 源机制解的概念， 结合 相关资料 ， 分析 了某区域地震等震 线特 点 ， 并 阐述 了 该 区域 内现代构造应力状态及地应 力场 ， 得 出了一些有益的结论。 关键词 区域现代 构造应 力场 ， 震 源区， 等震线 中图分类号 T U 1 9 6 文献标识码 A 1 概述 所谓区域现代构造应力场就是指新生代以来， 在某一地区现 今地壳中仍在活动的应力场。研究构造应力场， 不仅在于探索应 力场与断裂构造形态特征的关系， 更重要的是认识地块中具有成 生联系的构造形迹之 间的组合 类型 、 排列规律 以及分 布关 系， 从 根本上认识某一地区构造运动发生 、 发展的转化规律 。 2区域现代地震震源机制解 震源机制解是指震源区地震发生时的力学过程。一般采用 各种震源模型 点源模 型和 非点源 模型 进行 分析 ， 在分 析求 解 后 ， 提供两组力学参数 一组为断层面走向、 倾 向和倾角； 另一组 为最大主应力轴和中等主应力轴的方位和产状。 据我国境内 1 5 0次地震震源机制解， P波初动符号项资料确 定结果表明 ， 大多数主压应力 轴 P轴 和主张应 力都近 于水平 ， 中等应力轴近于直立。我国以 S N向地震带为界， 可将大陆最大 主应力方向分布分成东、 西两部分 东部以近 E W 向为主， 东北地 区为 N E E ． S WW 向， 华北地区以 N WW N E E向为主， 华南地区在 不 同深度上最大主压应力方 向变化相 对不稳定 ， 多 出现 N E S W， 螺纹钢插入眼内。 并用支护锚杆 、 锚网、 钢带压接牢 固。保证螺纹钢 外露不小于 3 0 0 m l n ， 爆破后螺纹钢在岩体 内预埋 3 0 0 In n l 以上。 护顶锚杆是在爆破后， 敲帮问顶， 找净迎头危岩浮矸， 人员站 在有支护的顶板下向迎头没支护的顶板打 5根护顶锚杆并挂网 进行 临时支护 。护顶锚杆 间距 在 7 0 0 m m～1 0 0 0 m m之 间 ， 每 根 锚杆使用2卷锚固剂， 并挂网作临时支护。护顶锚杆与岩面夹角 不得小于7 5 。 ， 每根锚杆抗拔力不得小于 8 0 k N 。 5 技术质量要求 1 锚索施工可 以与迎 头施工 同时进行 ， 岩石较 硬 ， 岩石层较 为完整时 ， 锚索距 离迎头为 6 m一8 m。岩性差 ， 顶板 岩石破碎或 锚杆生根在炭质泥岩等软岩中时， 锚索必须紧跟迎头。2 锚索施 工时 ， 必须保 证锚索生根在稳定岩石段不少于 2 m， 否则必须加长 N W S E向地应力； 西部近 S N向的最大主压应力占有一定的优势， 其在西南地区较为明显 ， 而在西北地 区则 以 N E S W， N W S E向地 应力为主 。 根据吉林省地震局布置在长春、 吉林、 四平、 通化、 磐石、 敦化 等地的地震台自1 9 9 0年以来记录到的小震 P波初动数据， 康力 等人给出了这6个地区的单台小震综合断层面解 见表 1 。另 外， 张树林又分析整理了自 1 9 6 0年以来前人所作的研究区及其 邻区地震震 源机 制解 见表 2 。 由小震综合断层面解和地震震源机制解分析可知 研究区及 其邻区的两个主应力轴取向相对稳定， 仰角变化不大， 各处所在 区域应力场相差不大。主压应力轴 P方位在 5 4 。一 9 6 。 或 2 4 1 。一 2 7 5 。 之间， p轴优势方向为 N E E ． E W 向， 仰角大部分小于4 5 。 ， 整 体上主压应力 以 N E E方向为主； 主张应力轴 方位在 1 1 5 。～1 7 7 。 或2 9 6 。 一 3 5 7 。 之问， 轴优势方向为 N N W 向， 除通化地区外， 其 他地 区仰角都小 于 4 5 。 ， 多在 7 。 一4 J 4 。 之 间。由此可见 ， 各地 区地 震震源类型主要为走滑、 近走滑型断层和带有走滑分量的逆断 层， 其中通化地区地震震源类型为带有走滑分量的逆断层。 锚索长度。3 锚杆外露长度 露 出螺母 1 0 mm～ 5 0 m m； 锚索露出 锁具长度为 3 0 0 m m， 允许偏差 0 to n i 一一1 0 0 m m。4 锚杆螺母扭 矩力不小于 1 4 0 N m， 锚杆抗拔力不小于 8 0 k N ／ 根 ， 锚 索预应力 不小于 1 6 0 k N ／ 根。5 喷射均匀， 喷浆后喷浆表面无裂缝、 蜂窝、 孔洞、 露筋、 穿裙、 赤脚现象， 基本饱满密实， 无明显凸凹现象。喷 浆表面平整度不大于 5 0 m m 1 m 范 围内 。 巷道施工后的矿压观测结果表明巷道离层值在允许范围之 内， 说明该支护方式适应深井大断面巷道的支护需要 ， 满足安全 生产要求 。 参 考文 献 [ 1 ] 李 群． 深井软岩巷道锚注支护机理分析及其工程应用 [ J ] ． 山西建筑， 2 0 0 9 ， 3 5 1 6 l 1 7 1 1 8 ． Pr a c t i c e o n r o a d wa y s up p o r t t e c h n i qu e wi t h l a r g e s e c t i o n o f de e p c o a l mi n i n g LI U Fu -- l u n XU Ti a n- e a i MENG Qi n g - b a o Ab s t r ac t Ae e o r d i n g t o g e o l o g i c a l c o n di t i o n o f t h e c o a l mi n e wi t h l a r g e s e c t i o n，i t d i s c us s e s t h e r o a d wa y s up p o r t de s i g n a n d t e c h ni c al q uali t y r e qu i r e me n t s a n d S O o n ．B y a d o p t i n g r a t i o n al s u p po r t t e c h n i q u e， i t r e ali z e s g o o d s u p po rt e f f e c t ，a n d g u arant e e s t h e s u p port s t r e n g t h o f t h e r o a d w a y ． Ke y wo r d sd e e p we l l ，r o a d wa y，s u p po rt t e c h ni q u e 收稿 日期 2 0 1 0 1 1 - 2 5 作者简介 杜研岩 1 9 8 2 一 ， 男， 助理工程师， 辽宁有色勘察研究院， 辽宁 沈阳 1 1 0 0 1 3 周志广 1 9 8 1 一 ， 男， 工程师， 辽宁有 色勘察研究院， 辽宁 沈阳1 1 0 0 1 3 郭锐 1 9 8 4 一 ， 男， 助理工程师， 辽宁有色勘察研究院， 辽宁 沈阳1 1 0 0 1 3