[00838437]厚层泥岩顶板回采巷道支护技术

所属科学技术领域：煤矿厚泥岩巷道安全快速掘进施工。主要研究内容：对现有条件下顶板岩层状态进行现场实测并在实验室对顶板泥岩物理力学特征进行测试，借助力学理论、数值模拟等方法，对永煤集团股份有限公司新桥煤矿回采巷道的围岩变形特征、塑性区域、围岩应力分布规律及锚杆支护强度进行分析。根据该巷道的变形特征和应力分布规律，从而有针对性地调整巷道的支护方案，对巷道的围岩控制起到了较好的效果，为厚层顶板泥岩巷道的主动支护设计提供技术参考。利用钻孔窥视仪对已掘巷道顶板破碎情况进行观测，对顶板围岩力学性质进行测试及顶板岩层的饱水-风化实验，对巷道岩性进行分析。对回采巷道的围岩变形特征、塑性区域、围岩应力分布规律及锚杆支护强度进行分析。根据该巷道的变形特征和应力分布规律，有针对性地调整巷道的支护方案，对巷道的围岩控制起到了较好的效果。开展多方案选优，进行理论分析和数值模拟，确定支护方案的合理性。将初始设计实施于井下，进行详细的围岩位移和锚杆受力监测，必及时修正巷道支护参数。成果特点：采用高强锚杆支护系统，并选择合理的锚固形式。形成群锚效应维持巷道围岩，适当加强梁、网的强度及韧性，以形成高强锚固体系。采用高预应力锚杆，同时开发研制能给锚杆施加高预应力的施工机具与配套材料，使锚杆支护真正实现主动、及时支护，实现从低强度、高强度到高刚度、高预应力支护的跨越。合理设置锚索，与锚杆协同作用控制围岩.利用锚索锚固深的特点，控制巷道围岩的过大位移，控制锚索与锚杆的匹配，使二者协同作用。采用科学的设计方法，以确定合理有效的锚杆支护参数。分析不同参数对围岩稳定性的影响程度及敏感性，开展多方案选优。加长高强度螺纹钢锚杆锚固范围，提供较高的横向和轴向约束力，有效约束顶板的变形和破坏。增加锚索桁架，使巷道上方不稳定岩层增加三向受力。进一步增强顶板岩层的强度。完善锚杆施工和监测技术。利用多点位移计对巷道围岩的变形情况进行监测，判断围岩的控制效果，利用钻孔窥视仪监测围岩变形的发展情况以调整支护参数。实现了新桥煤矿南一采区煤巷锚杆支护的安全、经济、快速掘进、掘进速度不低于270m/月；采用锚杆支护后在巷道服务期间巷道维修费在原有基础上降低了10%，巷道断面收缩率小于20%，断面满足安全生产要求，确保正常使用。