深部软岩大断面支护设计及应用.doc

　　　编号： 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　密级： 郑州煤电股份有限公司 超化煤矿小改小革及科技项目 申 报 书 项目名称：深部软岩大断面支护设计及应用 申报部门： 生 产 科 主管部门： 生 产 科 主管领导： 李 占 五 申报日期: 2012年2月22日 一、内容提要 超化煤矿采掘活动由-100m水平延深到-300m水平，同时矿井开采的二1煤层为典型的“三软”煤层，现有的支护方式已经不能满足深部软岩支护要求，使新掘巷道出现了“前掘后扩”现象，严重制约了矿井的安全生产和采掘接替。今后，矿井的采掘深度将达到600-700m，而随着采深的增加，围岩的工程地质条件会逐步恶化，矿井必须探索出与之适应的支护技术，才能保证安全生产。为此超化煤矿选取与700m埋深围岩条件类似的二水平车场进行大断面支护方案设计及应用，为深部软岩支护的研究提供基础资料。 二水平车场位于31采区上部，长度230m，是重要的辅助运输、流水、进风通道，巷道围岩分别为二1煤层、顶板泥岩、砂岩及底板泥岩。二水平车场原支护方式：煤及半煤岩段架设29#U型钢、岩段锚喷支护，该区域巷道密布、应力集中且受31001综采工作面采动影响，造成巷道变形严重。2010年4月矿井对二水平车场进行扩修，煤及半煤岩段架设36#U型钢、岩段锚网（索）喷，扩修后截止2010年10月巷宽由5.3m缩短为3.6m，且底鼓严重。为改善巷道支护状况、提高巷道完好率、延长扩修周期，开展了深部软岩大断面支护设计与应用项目。 该项目解决了如下问题： 1、结合二水平车场围岩状况和受力因素提出岩段空帮让压、煤及半煤岩段架设O型支架的新型支护方案。 2、解决了二水平车场巷道断面小、轨道运输效率低、水沟泄水量少等问题。 本项目解决上述问题后，将延长二水平车场的扩修周期，为矿井深部软岩支护改革提高参考。 二、项目的主要技术内容 1、采用的技术原理： 1）二水平车场与31001综采面设计停采线仅100m，其前方支承压力会影响巷道断面，在岩段采用空帮让压支护技术能够有效释放围岩压力，保证巷道净断面； 2）在二水平车场弱软围岩合理选取锚（索）喷参数，使围岩松动圈形成锚固组合拱，改善围岩支护条件、加强支架支护强度、有效遏制围岩底鼓、减少巷道变形量。 2、关键技术及创新点： 1）结合围岩岩层分布情况，合理选定锚杆参数，将锚索（锚杆）锚固至稳定、坚硬岩层之中，增强围岩完整程度 2）根据围岩裂隙发育程度，确定注浆参数，最大程度充填围岩裂隙，减少富水量、提高围岩主动支护能力； 3）结合二水平车场现状，提出24.0m2的大断面支护方案，发挥二水平车场重要运输、流水、进风通道等功能； 4）制定切实可行、安全高效的大断面支护施工安全技术措施，确保深部软岩大断面支护技术得到可靠落实。 3、必要的图表： 1）二水平车场岩段大断面支护断面图（附图一）； 2）二水平车场煤及半煤岩段大断面支护断面图（附图二）。 三、项目与国内外已有同类先进技术对比情况 项目水平：A、国际领先 B、国际先进 C、国内领先D国内先进 （选择一项） 综合评述： 深部软岩大断面支护改革试验与应用项目选题与集团公司及超化煤矿大力推行的支护改革相吻合，项目参加人员依据二水平车场围岩支护条件及应力分布状况，合理选定巷道断面及支护参数。确定了在岩段采用空帮让压支护技术释放围岩压力，煤及半煤岩段采用锚网+ “O”型支架+喷浆+锚索+注浆的联合支护方案同时提高围岩主动支护能力和巷道被动支护强度。 深部软岩大断面支护改革试验与应用项目结合相关支护理论和实际状况，选取合理支护方式改变了二水平车场的巷道状况，使扩修周期由半年至少延长到1.5年，同时保证了矿井深部安全生产，项目水平国内先进。 四、项目的经济效益 时期 项目 应用至鉴定 时累计 应用至鉴定 年平均 应用至申报 时累计 应用至申报 年平均 新增产值 （仟元） 新增利税 （仟元） 经济效益 50万元 应用后年均经济效益 92万元 效益评价： 深部软岩大断面支护改革试验与应用项目使二水平车场的扩修周期由半年延长到1.5年。采用原支护方式时巷道扩修单价6000元/m，采用新型大断面支护方式使巷道扩修单价12000元/m（巷道长度230m），每1.5年本项目经济效益为：3×230×6000－230×12000=1380000元，应用后年均经济效益为：138÷1.5=92万元。 申报部门