土城矿软岩巷道矿压显现规律及支护研究

【摘要】：软岩巷道支护一直是困扰煤矿安全生产的重大问题之一。近年来，土城矿由于开采深度加深、开采强度加大，矿井主要上山、区段石门均不同程度受采动影响，采区巷道多处于软岩中，矿井每年巷道维修工程量大，软岩巷道维修工程量所占比例很大。 有关软岩巷道的理论较多，但目前还没有全面、系统、合理的软岩巷道支护理论。软岩巷道的变形破坏由多种原因造成，受软岩自身强度较低、采动压力、地下水、支护方式、支护质量等综合性因素影响。 针对软岩巷道破坏原因，在进行巷道设计时，应采取综合性措施，如尽量将巷道布置在稳定岩层中、避免将巷道布置在应力集中区内、加强对矿井水治理、提高支护工程施工质量等。此外，重点要进行支护形式合理性和参数选择，以改善软岩自身的不足。 土城矿软岩巷道传统支护方式有架棚、锚杆、锚网、锚网喷、锚网喷+架棚等，这些支护形式在不同巷道支护效果不同，但总体支护效果并不理想，巷道普遍存在返修率高。近年来又试验推广了锚网喷+注浆+架棚联合支护形式，在一定程度上解决了土城矿的软岩支护问题。 本文通过对土城矿软岩巷道不同支护形式的围岩移动进行观测，对现场软岩巷道的变形原因进行分析；对目前所采用的各种支护形式的支护效果进行了比较。U型钢棚支护能够控制破碎围岩，防止漏顶、冒顶和片帮，但这种支护为被动支护，且与巷道周边接触不规则，受压不均，导致围岩变形速度较快，支护周期短，支护成本较高；锚网喷+锚索支护其锚杆深入围岩内部，与围岩相互作用形成组合拱支护体，具有接近原岩强度和较好的可缩性能，能对巷道进行全方位支护，锚索深入围岩深部，形成深部组合拱支护体，但受采动影响时对软岩巷道起不到有效的支护效果；锚注支护其浆液能将围岩裂隙进行封堵，提高围岩的完整性和强度，提高了围岩的自身承载能力。采用锚网喷+锚索+注浆+可缩U形钢棚联合支护后，巷道变形速度较小、破坏程度较低，在受采动影响的情况下，能够对软岩巷道起到应有的支护效果，为土城矿目前较为合理的支护形式。