赵术江,臧燕杰,袁 越,

(1.中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院，北京 100083；2.中国矿业大学(北京)深部岩土力学与地下工程国家重点实验室，北京 100083；3.国网能源和丰煤电有限公司，新疆 和布克赛尔 834411)

1 工程概况及地质条件

国网能源和丰煤电有限公司沙吉海煤矿位于新疆和布克赛尔蒙古自治县城东南63km，新疆和什托洛盖合什东-沙吉海矿区的南部，设计产能为 500万t/a，采用2斜井1立井综合开拓方式。目前正在施工的轨道石门(如图1)为沙吉海煤矿+550m水平开拓巷道。巷道全长为694m，巷道断面形状为直墙半圆拱，巷道净宽为5000mm，净高为4200mm，净断面积为18.8m2，采用锚网索喷支护，锚喷厚度为150mm。石门穿过的岩层大多为松散的含水砂岩、泥岩、砂质泥岩、粉砂岩与砾石互层，节理裂隙发育，胶结性差，岩石强度低，膨胀系数大，遇空气易风化，遇水后岩石崩解沙化，岩石强度迅速降低，掘进过程中容易片帮、漏顶、泥化、安全威胁大、施工困难。

图1 矿井巷道布置平面图

2 破坏机理及支护对策分析

2.1 围岩破坏机理

沙吉海煤矿轨道石门围岩松散破碎，胶结性差，岩石强度低，自由膨胀率大，易风化、泥化，遇水后岩石软化膨胀，并伴随膨胀附加应力的产生，造成巷道围岩整体变形量大，顶板下沉明显，喷层由于受到拉剪应力的作用，开始开裂、脱落。根据围岩X射线衍射分析结果可知，石门底板泥质岩石膨胀性粘土矿物含量高，最高可达73%，在水的作用及施工开挖扰动作用下，底板岩层产生显著的臌起变形，水沟破坏，进而影响巷道两帮及顶板的稳定。……