矿井顶板支护技术

摘

 要:对于矿井的顶板支护而言,一般应根据不同矿井所处的地理位置的不同,采取不同的支

护方式。本文主要对华晋焦煤有限责任公司沙曲矿顶板巷道组成的容易变形、稳定性不足等
软岩矿井的特点进行详细分析

,针对于相应的软岩巷道掘进顶板控制需求,提出了有效的软岩

巷道顶板支护措施与技术。

 

中国论文网

 http://www.xzbu.com/8/view-2249986.htm

　　华晋焦煤有限责任公司沙曲矿顶板组成主要由灰色和深灰色的细砂岩石、粉砂岩砂质泥
岩和泥岩构成

,这些岩体较容易破损,发育方式为节理发育,其整体结构强度较低。由于开采深

度的不断加大

,深部软岩巷道的支护工作对施工过程中的施工进度、施工安全以及经济效益

有着重要的影响

,因此,对软岩巷道的力学特征进行探讨工作,同时对软岩巷道掘进中的顶板

控制措施加强方法的研究是当今矿井生产领域中较为重要的课题之一。

 

　　

 

　　

1 在软岩层矿井顶板支护中常见的问题 

　　

(1)围岩变形幅度较大,支护遭到严重损害。在杨家矿井的正 1460m 水平方向的北五开采

区域中的主斜井与北四开采区域中的回风石门由于处在煤系地层内

,在巷道进行掘进工作过

程中

,围岩因受到较大的挤压力,导致本身出现较大幅度的变形,加之,岩石中还含有大量的遇

水膨胀物质成分

,由于受到潮湿环境的影响,形成了较大的膨胀力,从而使支护结构受到严重

的破坏

,目前在第五开采区域的矿井中已经有 40%的修复率,北四开采区域回风石门的修复率

已经达到

60%。 

　　

(2)围岩稳定性较弱。由于杨家村矿井处于软围岩地带,其围岩稳定性较低,导致围岩极易

出现稳定性失调现象

,同时造成巷道的支护工作难以进行,并出现坍塌等安全隐患,直接影响

井下运输与通风状况

,威胁到行人的人身安全。针对围岩变形幅度大,巷道的支护遭到严重破

坏等现象

,已经采用了相应的锚网、金属支架、至强版员工以及墙抬梁等对其支护结构进行加

强

,这一措施在围岩结构较稳定,地压力较小的地段中得到了不错的效果,然而在低压力较大、

围岩结构不稳定的地段中却没有那样的效果

,同时还存在着经历了反复修复工作与加强支护

工作后仍然未能从根本上解决巷道变形的问题。

 

　　

(3)顶板碎片坠落伤人。在软围岩地段,由于围岩结构强度较低,并存在着节理发育与层理

发育现象

,致使在爆破后十分容易造成片帮现象与冒顶现象的出现,给安全生产带来了不良影

响与制约。

 

　　

2 影响矿井顶板支护的主要因素 

　　

(1)对原岩地应力状态的影响。在巷道密度较高的地带,对一条向导进行施工的过程中已

经对围岩的地应力平衡状态造成了一定的破坏

,若此时再对另一条巷道进行开采,会直接造成

多个掘进工作面互相之间造成应力的叠加破坏。

 

　　

(2)三维应力效应。由于矿井所处的不同煤田地质应力位置,因此,矿井的主应力方向也有

所变化

,然而地应力的受力方向还与巷道的布置方向有着密不可分的联系,因而垂直于主应力

方向的巷道往往会受到较为严重的破坏

,巷道的损坏也是较高的,与此相比,平行于主应力方

向的巷道受到的破坏往往会小很多

,其损坏率也会比垂直于主应力方向的巷道小很多。 

　　

(3)水浸影响。由于软围岩的结构较不稳定,尤其与水分反应较为强烈,浸水性较强,因此,

水对软围岩会造成较大影响。例如

:页岩、砂质泥岩和泥岩在遇水后极容易产生膨胀、碎裂等

反应

,尤其在岩层浸泡水的一天或两天之后,不但会使其自身强度大量丧失,还会发生膨胀现

象

,因此,水浸作用会对于软岩造成严重的破坏。 

　　

(4)风干作用。在对软弱岩层进行向导开挖过程中,应及时对围岩进行封闭工作,若封闭的

不够及时会直接导致围岩产生风干现象

,经历风干后的围岩若再次吸水,则膨胀速度将更快。