探索和创建含水复合超软岩矿井新型支护体系

摘要

针对沙吉海煤矿区特有的含水-复合超软岩特殊结构岩体,采用现场测试、实验室试验、数值模拟、物理模拟等综合技术手段进行基础研究,以软岩工程力学、非线性大变形力学为理论支撑,在引进和推广新技术、新材料、新装备的基础上坚持自主创新,对巷道支护和施工技术进行积极探索,摸索并构建了一套新型、安全、高效的支护体系,采用非线性大变形力学设计方法,设计以恒阻大变形新型结构锚杆索为主体支护体系,来减弱巷道后续的采动影响,并对原恒阻器连接套进行改造和强化,消除支护锚杆的薄弱点,研制锚索快速张拉T装,加快恒阻锚索的安装速度。rn 煤层直接顶上覆一层含水砂岩,施工锚索时上部涌水沿锚索钻孔导向巷道造成顶底板泥化和沙化,设计在巷道淋水区域施T中空注浆锚索,对锚索全长锚固并封堵上部涌水,防止其泥化、沙化;同时对煤壁及泥岩顶板喷射高分子水泥基新型快速薄材料,及时封闭顶板,防止其风化、软化。rn 采用短掘短支的施工工艺。由于顶板较为松软,在掘进时采用一掘一支或两掘(一支的施下方法,并且锚索紧跟迎头,防止巷道离层、漏顶,同时在破碎段施工超前管棚,以防止顶板冒落,保证巷道成型。rn 利用顶板在线监测系统对巷道受力进行动态分析。在三期工程各巷道安装了顶板离层仪、锚杆索应力传感器,对顶板的离层、锚杆索工况进行实时监测,对监测的异常区域及时加强支护,并根据监测分析成果对支护体系不断进行优化和改进。rn 针对首采工作面开切巷特大跨度煤巷重点工程,采用锚网索梁+4排单体支柱+注浆锚索全长锚固+注射马丽散补强的联合支护方式,并辅以松动圈测试、喷射高分子水泥基新型快速薄材料等技术手段,打破以往传统的边安装变刷扩的安装T艺,采用两次开挖一次成巷的施TT艺成功完成开切巷特大断面施工,缩短建设工期60 d,为矿井联合试运转奠定了基础。

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