软岩巷道顶板破碎机理及控制技术
2021-10-14杜伟
山东煤炭科技 2021年9期
杜 伟
(山西保利铁新煤业有限公司,山西 晋中 031302)
1 概述
山西保利铁新煤业有限公司二采区轨道巷位于井田东翼,巷道东部为二采区皮带巷,西部为井田边界保护煤柱且与汾西灵北煤矿相邻,北部为二采区回风巷。
二采区轨道巷设计长度为1515 m,巷道为矩形断面,断面规格为宽×高=4.2 m×3.2 m。巷道掘进煤层为2#煤层,煤层可采厚度为0.8 m。煤层直接顶及基本顶主要以泥岩为主,局部掺杂砂质泥岩和砂岩,平均厚度为4.28 m。
二采区轨道巷掘进至465 m处将揭露一条F3正断层,断层落差为1.7 m,倾角为50°。受断层应力以及掘进集中应力影响,掘进至450 m处时,巷道围岩出现失稳现象,主要表现在顶板出现断裂、离层垮落以及两帮煤柱破碎收敛等现象,导致巷道成型效果差,巷道顶板成尖锥状。巷道原永久支护对应区顶板支护效果差,顶板钢带不接顶、锚杆失效等现象严重。
2 巷道围岩破碎机理
(1)断层影响。二采区轨道巷在465 m处揭露一条正断层,断层破坏了掘进巷道煤岩层稳定性,断层附近煤岩体裂隙发育,在构造应力以及巷道开挖等集中应力作用下断层附近围岩出现裂隙扩张破坏作用,降低了围岩力学结构性质,导致围岩破碎现象。
(2)顶板稳定性差。二采区轨道巷直接顶主要以泥岩、砂质泥岩和砂岩混合岩层为主,岩体以层状结构为主,不同互层之间出现离层等现象,岩层单轴抗压强度不足20 MPa,当巷道在集中应力作用下,顶板承载能力大大降低,顶板出现断裂破碎现象。
(3)两帮煤柱承载能力低。……
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