煤礦井下體支護破壞原因分析及維護維修

煤礦井下體支護破壞原因分析及維護維修

巖體護理是煤礦建設(shè)和生產(chǎn)中常見的保護形式之一。其具有施工工藝簡單、整體抗壓力強、封閉圍巖性好等優(yōu)點,在井下永久巷道或巷壓較大地段而廣泛使用。即使在軟巖礦區(qū)以不斷改進的碹體支護及其復合支護依然具有其獨特的優(yōu)點,與先進的錨桿支護并駕齊驅(qū)。下面就碹體支護的破壞原因及碹體支護的維護、維修作如下分析。1、巷道地質(zhì)條件碹體支護一般用于服務時間較長的永久性巷道,或地質(zhì)條件較差受構(gòu)造影響較大、地壓顯現(xiàn)明顯的破碎地帶。造成碹體破壞的原因很多,現(xiàn)分析如下:1.1巷道維修費用指標合理的巷道布置會減少碹體支護的破壞。在井田開拓設(shè)計中,如果開拓巷道布置在受構(gòu)造影響較大、或軟巖當中時,應把巷道維修費用指標是否合理做充分考慮。力求將巷道布置在地壓顯現(xiàn)較小,受構(gòu)造影響不大的區(qū)域。因為在節(jié)理、裂隙較發(fā)育的破碎地帶,碹體支護往往受弱面分布規(guī)律和組合關(guān)系的控制而造成破壞。1.2限、用途和位置選擇巷道斷面形狀,必須綜合考慮巷道圍巖的性質(zhì)、地壓的大小及方向;巷道的服務年限、用途和位置;巷道的支護方式和支架材料這三大基本因素。就碹體支護,特別是在松軟或膨脹性較大的巖層中,當頂壓側(cè)壓都很大時,可采用曲墻拱形;底鼓嚴重時可用帶底拱的封閉拱形;四周壓力都很大且不均勻時可采用橢圓形;四周壓力均勻時可采用圓形。1.3鋼絞線的破壞。在現(xiàn)場,我國碹體支護的料石和砂漿強度是衡量碹體能否整體抵抗圍巖壓力大小的主要指標?，F(xiàn)場施工中應根據(jù)不同的圍巖性質(zhì)、不同的地質(zhì)條件做合理選擇。料石的使用不規(guī)范給碹體支護的破壞創(chuàng)造了有利的條件。綜合各種理論和實驗結(jié)果,碹體支護的平直周邊容易出現(xiàn)拉應力而破壞;而碹體的曲線部分則易受剪應力而遭到破壞,尤其是圓形或橢圓形的碹體支護。現(xiàn)場多采用長方體料石(200×200×400)或方體料石(300×300×300),料石之間用石片加墊、灰漿灌逢的施工方法,造成料石由外及里成線或點接觸,受剪應力層層剪落不斷破壞直至報廢。如曲線部分采用異形料石,直墻部分采用普通料石會大大降低應力集中程度,從而達到減少碹體破壞的目的。1.4圓先發(fā)頂緣圓碹體支護的施工工序一般來說是由下向上的。特殊地質(zhì)條件下,如圓碹先發(fā)頂半圓后發(fā)底半圓的施工方法會使接茬處變?yōu)槭芰Ρ∪觞c而導致過早的破壞。碹體的施工質(zhì)量,如灰漿飽滿程度、石墊的加設(shè)、接甩茬、壁后充填及拆模的時間等質(zhì)量問題都是造成碹體破壞的原因。1.5其他原因受采動影響及巷修的超前壓力導致圍巖應力重新分布造成碹體破壞。2、2體維護2.1壁后注漿防自然散發(fā)技術(shù)在碹體支護的施工中,壁后管理是不可忽視的一個重要環(huán)節(jié),預設(shè)注漿管封段灌漿對碹體維護是一個積極的措施。壁后注漿在全煤巷道中有較好的防自然發(fā)火的優(yōu)點;在軟巖巷道中,壁后注漿有較好地封閉圍巖的作用,其能切斷圍巖不斷遇水膨脹、遇空氣風化的渠道,而且在施工初期注漿能使軟巖遇漿體膨脹后緩慢滑動充滿壁后空間,從而大大降低由于片幫抽頂對碹體造成的局部應力集中,使碹體達到均勻受力的目的。2.2體復合支護的研究在各種形狀的巷道中,圓形和橢圓形巷道的應力集中程度最低,尤其在軟巖礦區(qū)碹體支護被廣泛使用。在我礦實驗的圓碹加木磚的施工方法取得了較好的支護效果?；咀龇ㄊ?發(fā)碹時在拱基線及正頂處各加一層木磚代替料石,使碹體支護達到了初期讓壓、后期整體抗壓的目的,現(xiàn)該方法已在平莊礦區(qū)推廣使用。碹體加木磚對碹體的維護具有較好的經(jīng)濟性和適用性。伴隨支護的不斷改革,1997年我礦在二采區(qū)310石門的砂質(zhì)泥頁巖互層的軟巖區(qū)域?qū)嶒灹艘皂垠w支護為主的復合支護。盡管錨網(wǎng)碹體復合支護遭到了失敗,但碹體工字鋼圈梁支護卻取得了一定成功。具體做法是:滯后圓碹加木磚10-15米架設(shè)工字鋼圈梁,圈梁棚距1米,圈梁之間用鋼筋拉桿連接成一體,此復合支護在該軟巖區(qū)域至今有較好支護效果。2.3巖應力與體強度的加補碹體遭到破壞后采取的直接措施就是反碹。根據(jù)現(xiàn)場的具體情況是否需要整體反碹談兩點比較適用的處理方法。(一)碹體補強:碹體遭到破壞時,巷道仍處于圍巖應力與碹體支承力相對平衡狀態(tài),在滿足使用斷面的情況下,加補一層碹體,不會造成圍巖失穩(wěn)而二次應力重新分布,在不破壞圍巖應力平衡的狀態(tài)下能取得較好的支護效果。(二)碹體加補:碹體遭到破壞時碹體補強法不能滿足使用斷面,可采用局部加補法,即拆墻補墻、拆拱補拱、靠墻砌墻的施工方法,同樣可以取得較好的臨時支護效果?？蓽p少整體反碹帶來的大量人力物力的消耗,減少反碹造成的超前壓力破壞,同樣可以避免反碹帶來的二次圍巖應力平衡對碹體的沖擊。3、加強體壁后注漿管理選擇合理的巷道位置、斷面形狀、支護材料、減少采動及超前壓力影響、保證合理的施工工序和發(fā)碹質(zhì)量就可以大大減少圍巖應力對碹體的破壞。加強碹體壁后注漿管理可以較好地封閉圍巖并