矿井含泥岩夹层巷道变形机理分析
2021-07-30王恩博
山西焦煤科技 2021年6期
王恩博
(晋能控股煤业集团,山西 大同 037000)
煤系地层的形成过程非常复杂,岩层种类繁多,形成过程中受到外部条件的影响,有时不能形成单一的岩层,而是形成多岩层互层现象,其中煤层中含有泥岩夹层最为常见。煤层中含有泥岩,不但会降低煤炭质量,影响矿井的整体效益,而且对矿井巷道的稳定性也会产生较大的影响,含有泥岩夹层的巷道受回采的影响,往往会出现片帮、层位错动、巷帮破坏严重等现象,给矿井巷道维护造成一定的困难,威胁矿井安全生产。
1 工程概况
某矿主采5-2煤,煤层平均厚度6.2 m,倾角1°~3°,在5-2煤层中下部存在一层软弱的泥岩夹层,厚度50~200 mm.85203回采工作面位于该矿八盘区,工作面采用三巷布置,相邻工作面为85201工作面。85203回风顺槽宽度为5.8 m,高度为4.4 m,其中巷道顶部采用d18 mm钢筋托梁+钢筋网片+锚杆+锚索联合支护,帮部采用d18 mm钢筋托梁+钢塑复合网+玻璃钢锚杆联合支护。工作面回采过程中发现回风顺槽变形破坏严重,出现了帮鼓、错动、脱锚等现象。
2 夹层泥岩浸水试验
在85203回风顺槽泥岩夹层中钻孔取芯,在实验室内加工成100 mm×100 mm的正方形试件,现场取顶板水若干,分别在实验室内进行浸水试验,将泥岩试件分别浸入盛有矿井水的量杯中,对浸水2 min、10 min、1 h后泥岩的变化进行对比分析,见图1.试件在浸水后,表面产生了大量的气泡,泥岩表面迅速被水浸湿,表面粉末颗粒随浸水时间的持续逐渐脱落,2 min后泥岩表面颗粒剥离速度明显加快;10 min后泥岩表面颗粒剥离明显,且试样体积有所增加,与原始试件相比表现出了明显的膨胀和崩解现象;……
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