复合顶板条件下的回采巷道支护问题探讨设计专题报告.docVIP

复合顶板条件下的回采巷道支护问题探讨 摘要：回采巷道的支护管理是煤矿开采工作管理的重点和难点，对于复合顶板条件下的回采巷道支护方式的管理则显得更为重要。本文主要是对在复合顶板条件下的回采巷道支护方法、一些基本概念和技术手段等进行分析探讨，为复合顶板条件下的回采巷道支护问题提供一些经验参考及理论上的支持。 关键词：复合顶板、回采巷道、支护 0 复合顶板的概念及其特点 0.1 复合顶板的概念 复合顶板是指：煤层顶板由下软上硬不同岩性的岩层组成,软硬岩层间夹有煤线或薄层软弱岩层（如泥岩、炭质页岩等）,下部软岩的厚度一般为0.5m-2.0m之间的顶板。 0.2 复合顶板的特点 复合顶板的特点表现为：直接顶本身比较容易破碎，且易发生离层，端面顶板易胃落，采场支架易失稳，造成推垮型冒顶事故。以上三情况，都可归纳为复台顶板的稳定性。它是影响工作面正常生产的重要因素。研究复合顶板的稳定性，对控制好复合顶板具有重要实践意义。 1在采动影响范围内的回采巷道矿压显现特征 经过广泛的调查了解，并对工作面回采巷道进行详细的统计数据分析来看观测，得出回采巷道在回采工作面前方采动影响下，矿压显现的基本特征。 （1）围岩活动剧烈。巷道掘进后, 顶板即出现了较明显的变形和破坏，在工作面前方采动引起的集中应力作用下，巷道顶板进一步离层、折断、冒落, 并伴随煤壁片帮更趋严重，巷道断面严重收缩，断面收缩率最高达60%，即高度为0.6m，宽缩小为2 m，如图1-1 所示。由于断面急剧收缩，使人员行走、材料运输十分困难，难以满足通风要求。工作面运输机无法与运输平巷内的运输机正常搭接。为了解决运输机搭接问题，维系工作面生产一度采用工作面下出口巷道放顶办法，放顶高度达2-3 m，以致老顶悬露，无法进行有效支护。如图1-2。 （2）巷道支架破损严重，被迫多次翻修。由于围岩的剧烈活动，巷道内掘进时所支设的支架已基本不能承受动态顶板压力的作用，矿用工字钢梁弯曲变形及大量支柱压折压坏，难以保持正常安全生产所需的巷道有效空间，为此，在原支护的基础上再重新套设棚子，巷道围岩活动剧烈处，最多套修了3 次棚子。这种作法的结果，不仅造成了人力、物力、财力的巨大投入，而且使巷道的断面急剧缩小，加剧了生产的困难状况。 （3）巷道提前报废，超前工作面掘进短平巷。由于回采工作面采动影响范围内，回采巷道围岩剧烈活动及巷道断面有急剧收缩，常导致该段巷道无法使用而提前报废，被迫在巷道内侧超前掘进短平巷与原巷联通，构成回采工作面的生产系统。因此增加了工作面生产环节，并造成回采煤量的损失，引起资源浪费。 总之，回采巷道矿压显现剧烈， 给回采工作带来极严重的影响，找出回采巷道矿压显现剧烈的原因，采用有效的巷道支护形式，是煤矿现实生产的迫切要求。复合顶板下回采巷道受压破坏实际情况以某矿11#煤层回采巷道受压破坏情况为例，见表1-1： 表1-1 11#煤层回采巷道受压破坏情况 图1-1 巷道断面收缩示意图 图1-2 巷道顶板及冒落示意图 2 复合顶板下回采巷道围岩和支护作用关系分析 以前的矿井采用的是矿用工字钢梁加木柱腿的棚式支护, 支架与顶板及两帮的空隙间充以杂木或圆木刹杆及水泥背板。该种支护方式属于初期柔性(垫板及浮矸和浮煤的压缩形) ， 既而刚性的支护方式。在支护几乎未起作用的一段时间里，顶板岩层已经产生较大的变形，甚至离层和断裂，围岩的完整性和整体强度大大降低。随着围岩的变形和破坏的发展，支架对围岩产生以木支柱为主的近似刚性的被动支撑作用，而此时，由于顶板岩层已发生离层及局部破坏，造成部分支架失效而使顶板压力转移，支设在较完整顶板下的支架，既要承受由于刚性特性而产生的较大的载荷，又要承受失效支架转移的部分载荷，势必造成逐个被击破的不利情况，巷道中的表现即为顶梁弯曲变形、柱腿压裂折断，顶板过度变形破坏。 综上所述，对于这种典型的复合顶板，应用现代的支护理论和成果，采用有效的支护手段，提高顶板的刚度和强度，有效地控制顶板及两帮煤体的早期变形，是解决回采巷道支护问题的技术关键和唯一有效途径。 3 巷道围岩控制方法 所谓巷道围岩控制，是指控制巷道围岩应力和周边位移措施的总和，其目的是为了保证巷道的正常使用，为安全生产创造必要的条件。围岩应力、围岩强度及巷道支护是决定巷道围岩稳定的三大要素。从巷道支护方式历史沿革来看，经历了架棚支护，包括木棚和钢棚，后来发展到锚杆支护，以及发展到目前的以锚杆为主的联合支护技术。由于锚网索支护具有独特的优越性，因此在现场得以广泛应用。 3.1 锚杆的作用 锚杆形成承载基础，既然锚杆支护无法阻止深层岩体的松动，那么也无需特别提高顶板支护体强度，只需把锚杆的延展性、高抗拉强度、抗剪强度的优越性发挥出来。锚杆锚固厚度小，锚固体扩容变形量相对较小，扩容应力也较小，利用全长锚固等强螺纹钢锚杆支护