复合顶板回采巷道梯次支护技术研究
复合顶板煤巷锚杆支护技术
复合顶板煤巷锚杆支护技术摘要：在本文中，我们提出了一种新的复合顶板煤巷锚杆支护技术，该技术可有效改善煤矿安全性能问题。
我们的方法利用了锚杆的力学原理，并采用了3D打印、无人机技术以及新型粘接剂，通过此技术使煤矿安全性能受到显著改善。
此外，本文还介绍了该技术的实施过程，以不同实例说明了这种技术对煤矿安全性能的改善情况。
关键词：复合顶板煤巷锚杆支护技术、3D打印、无人机技术、新型粘接剂正文：1. 绪论近年来，随着国家对煤矿安全性能的严格要求，采煤井内的结构安全性能得到越来越多的关注。
传统的煤巷支护技术存在很多不足，对煤矿安全性能影响过大，因此，复合顶板煤巷锚杆支护技术应运而生。
本文旨在介绍该复合顶板煤巷锚杆支护技术，以及如何有效改善煤矿安全性能。
2. 科学原理复合顶板煤巷锚杆支护技术是基于锚杆的力学原理，通过在采煤井内的煤巷上部、采煤工作面顶板上安装锚杆，使用锚杆和锚固件将顶板固定在采煤煤巷内，有效防止采煤煤巷内的局部支护物体滑动和脱落。
3. 实施过程为了有效实施复合顶板煤巷锚杆支护技术，我们采用了3D打印技术、无人机技术以及新型粘接剂。
首先，煤巷内进行3D打印，利用3D打印技术对煤巷进行检测和修复，提高煤巷的结构强度。
之后，采用无人机技术安装锚杆和固定件，利用无人机快速准确地安装锚杆和固定件，提高支护技术的效率和可靠性。
最后，在锚杆与顶板之间涂覆新型粘接剂，涂覆粘接剂使锚杆与顶板的接触面更加牢固，从而保证煤巷复合支护技术的可靠性。
4. 实例分析为了验证复合顶板煤巷锚杆支护技术的有效性，我们进行了三个实例的分析研究。
实例1是在四川省绵阳市煤矿，实例2是在湖北省襄阳市煤矿，实例3是在湖北省咸宁市煤矿。
结果表明，在三个实例中，采用复合顶板煤巷锚杆支护技术均有效改善了煤矿安全性能，使煤矿安全性能得到显著提高。
5. 结论本文介绍了一种新的复合顶板煤巷锚杆支护技术，可有效改善煤矿安全性能。
本文还介绍了该技术的实施过程，并以三个不同实例说明了该技术对煤矿安全性能的改善效果。
回采工作面复合顶板管理的实践论文
自2000 年5 月开始回采98# 煤层至今，已经回采了10 多个工作面，先后采用了五排六柱、四排六柱和五排七柱管理顶板，经过多年的实践，最终确定五排七柱为管理该煤层的最佳支护方法。
2开采复合顶板工作面管理的关键2.1保证支护强度根据几个采煤工作面的实践，对于保证工作面的支护强度显得尤为重要。
判断支护强度是否合格，就是看整个工作面有没有折柱多，顶板呈台阶下沉，硬帮煤壁片帮严重，严重漏顶等现象。
2.2及时支护顶板除了保证整个工作面支护强度以外，及时支护也同样重要。
在保证整个工作面不缺柱的情况下，移溜后及时支护也是保证工作面顶板完整的关键之一，否则，也会发生上述现象。
3在复合顶板管理实践中采取的几种方法工作面除了利用单体液压支柱布置五排七柱控制顶板外，又因条件的变化采取了以下几种方法：（1）在初次放顶期间，在软帮增加一组切顶柱，增加支护密度，以减少因悬顶过大而造成的顶板破碎。
（2 ）严格控制乳化液泵站压力不得低于20MPa ，比平时18MPa 大了2MPa ，目的就是增加支柱初撑力，以减少复合顶板离层速度。
（3）采用铰接顶梁配合单体液压支柱支护顶板。
（4）当工作面过断层时，由于顶板随着采煤机割过，大块伪顶或复合顶板在机道随着冒落，针对这种情况采取提前掘进硐室进行打锚索、架抬棚迈步进行控制顶板。
（5）当工作面顶板周期来压时，常常造成顶板破碎，支柱随着破碎顶板冒落后，逐渐失效，对此，采取了架两面光木方子进行控顶。
（6）采取用钢轨或n 型钢进行控梁迈步支护。
（7）工作面超高时，锚索加w 钢带首位相连进行控制破碎顶板，取代单体液压支柱。
4技术经济效益分析4.1控顶效果分析通过采取以上安全技术措施，有效地控制了工作面的复合型顶板，保证了工作面正常生产，做到了安全生产。
4.2经济效果分析（1）从回收煤量方面来看，从2000 年-2007 年，累计回收煤量达300 余万吨，直接经济效益显著。
（2）从生产技术方面来看，积累了回采复合型顶板工作面的宝贵经验，为今后回采类似顶板提供了可靠的保证。
含煤复合顶板下支护技术研究与实践
含煤复合顶板下支护技术研究与实践摘要：复合顶板煤层层位分明，由不同岩层组成，该工作面顶板上覆8煤层，严重威胁煤矿的安全生产，支护效果不佳，易产生顶板离层导致后路跨冒等。
加强复合顶板的支护管理，有助于减少跨冒等现象的发生。
本文从地质探查、支护原则、支护方案、特殊地段施工及矿压监测等方面进行了阐述，取得了较好的效果。
关键词：复合顶板支护强度锚杆锚索架棚变形一次支护强度最大化0 引言煤巷沿顶板掘进时常遇到复合顶板，所谓复合顶板是指在煤层顶板由多层岩层和煤线间隔复合而成，层间粘结力弱，易发生离层，支护强度不够，容易引发大面积冒顶事故，过去我矿在复合顶板下煤巷掘进时，常采用架U型棚支护，由于架棚支护是一种被动支护，易造成巷道两帮及顶底板移尽量大，支架损坏严重，造成前掘后修的乱象，严重影响安全生产。
因此加强复合顶板支护研究显得极为重要。
为确保复合顶板条件下掘进巷道支护安全，同时积极推广应用锚网主动支护技术，做到因地施策，一段一策。
根据现场的复合顶板的状况，采用不同参数的锚网（锚架）支护方案，9136机巷、9136风巷动态优化支护方案，并取得了成功。
下文以此为研究对象，从含煤复合顶板掘进、超大断面施工、过断层等针对各种顶板条件下的支护进行阐述。
1工程概况临涣煤矿十三采区9煤层普遍含有1～2层夹矸，夹矸厚度不稳定，局部上分层煤薄，需跟下分层施工，顶板上8煤较为发育，煤层不稳定，处于9煤层巷道顶板支护范围内，形成典型的含煤复合顶板。
9136工作面9煤厚为0.86～3.6m，平均为2.25m；煤层局部含一层夹矸，0.13～0.54m平均0.39m；上覆8煤厚为0～2.89m，平均为1.79m，8～9 煤层间距3.34～14.97m，平均为7.31m。
2含煤复合顶板下安全掘进2.1精准探查，摸清顶板条件地测科负责进行地质超前探查，生产单位每个圆班负责施工两个顶板探查孔（左右肩窝处各一个），同时充分利用穿层孔、地面孔、三维地震等资料，加强煤层赋存条件分析，及时提供钻孔成果资料，指导掘进施工。
特厚复合顶板巷道支护结构与围岩稳定的耦合控制研究
特厚复合顶板巷道支护结构与围岩稳定的耦合控制研究一、本文概述随着地下工程的快速发展，特厚复合顶板巷道的支护结构与围岩稳定的耦合控制问题日益凸显。
特厚复合顶板由于其独特的地质结构和工程特性，使得巷道支护面临着巨大的挑战。
本文旨在深入研究特厚复合顶板巷道支护结构与围岩稳定的耦合控制问题，提出有效的支护方案，以保障地下工程的安全与稳定。
本文将对特厚复合顶板的地质特征和工程特性进行详细分析，探讨其与其他类型顶板的差异及其对巷道支护的影响。
在此基础上，通过理论分析和数值模拟方法，研究特厚复合顶板巷道支护结构与围岩的相互作用机制，揭示支护结构与围岩稳定的耦合关系。
本文将针对特厚复合顶板巷道的支护问题，提出一系列创新性的支护方案。
这些方案将综合考虑地质条件、工程要求和经济因素，旨在提高支护结构的承载能力和稳定性，实现与围岩的协同工作。
本文将对这些支护方案进行数值模拟和实验研究，验证其可行性和有效性。
本文将总结特厚复合顶板巷道支护结构与围岩稳定的耦合控制研究成果，提出相应的工程应用建议。
通过本文的研究，旨在为特厚复合顶板巷道的支护设计与施工提供理论支持和实践指导，推动地下工程的安全、高效和可持续发展。
二、特厚复合顶板巷道支护结构分析特厚复合顶板是指具有多层结构、厚度大、岩石性质差异明显的顶板。
在巷道开挖过程中，特厚复合顶板的稳定性控制是确保巷道安全的关键。
因此，对特厚复合顶板巷道的支护结构进行深入分析，具有重要的理论和实际意义。
特厚复合顶板巷道的支护结构主要包括锚杆、锚索、钢带、金属网等支护材料。
这些支护材料通过合理的组合和配置，形成有效的支护体系，以抵抗顶板的压力和变形。
在支护结构设计时，需要充分考虑顶板的岩石性质、厚度、节理裂隙发育情况等因素，以确保支护结构的稳定性和可靠性。
在特厚复合顶板巷道支护结构分析中，通常采用数值模拟和现场监测相结合的方法。
数值模拟可以模拟巷道开挖过程中顶板的应力分布、变形特征以及支护结构的受力情况，为支护结构设计提供理论依据。
复合灰岩顶板巷道支护技术研究及应用
复合灰岩顶板巷道支护技术研究及应用复合灰岩顶板巷道支护技术是一种新型的巷道支护技术，主要适用于灰岩顶板的巷道。
随着煤矿开采深度的增加，巷道支护面临的压力也越来越大，传统的支护方式已经难以满足煤矿安全生产的需求。
因此，研究和应用复合灰岩顶板巷道支护技术具有重要的意义。
1、巷道预留：在巷道掘进过程中，提前预留出需要支护的位置，为后续的支护工作提供条件。
预留的位置可以根据不同情况进行调整，如灰岩的稳定性，地质构造等。
2、锚杆加固：通过在巷道顶板上安装锚杆，增加顶板的强度和稳定性。
锚杆采用预拌混凝土，安装时需要按照规定的深度和间距进行布置。
同时，还需要合理地选择锚杆的直径和长度，以提高巷道的整体稳定性。
3、喷浆加固：喷浆是一种常用的巷道支护方式，通过在顶板上喷射特制的浆液，提高顶板的强度和稳定性。
喷浆主要包括注浆和间歇喷浆两种方式。
注浆是在巷道掘进的同时进行喷射，可以更好地控制顶板的稳定性；间歇喷浆是在巷道完工后进行喷射，适用于顶板存在明显裂缝和空洞的情况。
4、钢网加固：钢网是一种常用的巷道支护材料，通过在巷道顶板上铺设钢网，可以有效地增加顶板的强度和稳定性。
钢网的选择需要根据具体情况确定，包括网孔的大小、网线的直径等。
在铺设钢网时，需要保证钢网的平整度和紧密度，以确保其有效地起到支护作用。
5、加筋板加固：加筋板是一种较新的巷道支护方式，通过将薄板和弹性填充材料粘贴在顶板上，增加顶板的强度和稳定性。
加筋板的选择需要根据灰岩的强度和稳定性确定，同时也需要考虑加筋板的粘结性和耐久性。
在粘贴加筋板时，需要保证其与顶板的粘接质量，以提高巷道的整体稳定性。
综上所述，复合灰岩顶板巷道支护技术是一种新型的巷道支护技术，应用于灰岩顶板的巷道。
通过巷道预留、锚杆加固、喷浆加固、钢网加固和加筋板加固等措施，可以有效地增加顶板的强度和稳定性，提高巷道的安全性和稳定性。
未来，还需要进一步研究和完善这一技术，以适应不同地质条件下的巷道支护需求。
复采煤层掘进巷道支护技术
复采煤层掘进巷道支护技术复采煤层掘进巷道支护技术是在煤矿井下进行煤炭开采过程中使用的一种技术。
随着煤炭资源的逐渐枯竭，矿井需要对已开采煤层进行复采，以提高资源的利用率。
在进行复采作业时，必须对巷道进行有效的支护，以确保工作人员的安全和煤炭开采的顺利进行。
本文将介绍复采煤层掘进巷道支护技术的原理、材料及方法。
一、原理：复采煤层掘进巷道支护技术的原理是通过对井下巷道进行支护，保证其稳定性和整体的结构强度。
巷道支护主要分为两个方面：一是对巷道周围的岩石进行支护，以减少煤层的下沉和变形，保证工作面的安全运行；二是对巷道本身进行支护，增强其承载能力，提高巷道的使用寿命。
二、材料：1.钢支架：钢支架是巷道支护中最常用的材料，具有承载能力高、稳定性好等特点。
钢支架主要由钢材制成，可根据巷道的大小和形状进行调整，适应不同的工作环境。
在复采煤层掘进过程中，钢支架主要用于对巷道周围的岩石进行支护。
2.锚杆：锚杆是巷道支护中的另一种重要材料，主要用于加固巷道本身的结构。
锚杆一般由钢材制成，具有强度高、耐腐蚀等特点。
在巷道支护中，锚杆通常固定在巷道的墙壁和顶板上，通过其拉力来增强巷道的稳定性和承载能力。
三、方法：1.巷道预支护：在进行复采作业前，需要对巷道进行预支护。
预支护的目的是减少煤层的下沉和变形，保证工作面的安全运行。
预支护通常使用钢支架和锚杆相结合的方式，通过设立支架和锚杆来固定巷道周围的岩石。
2.巷道补偿：在巷道的施工过程中，会出现不同程度的变形和下沉现象。
为了保证巷道的稳定性和舒适性，需要对巷道进行补偿。
巷道补偿一般使用钢支架和锚杆相结合的方式，通过调整支架和锚杆的位置和角度来保持巷道的平整和稳定。
复采煤层掘进巷道支护技术的应用，能够有效地保证井下巷道的稳定性和承载能力，提高煤炭开采的效率和安全性。
随着矿井的复杂化和深入化，对巷道支护技术的要求也越来越高，需要不断改进和完善巷道支护技术，以适应不同工作环境的要求。
回采面复合破碎性顶板的支护技术研究与应用
项目编号：17120101
研究开发项目任务书
项目名称:回采面复合破碎性顶板的支护技术研究与应用
承担单位：霍州煤电集团吕梁山煤电有限公司方山木瓜煤矿
协作单位：
起止时间：2017年1月-2017年12月
项目负责人：贺龙祥
技术中心制
填报日期：2017年7月1日
一、项目立项的目的意义及必要性
立项的目的意义：
4、木瓜煤矿10-207工作面过顶板异常区的相应工艺方法。
三、达到的技术水平，经济、社会效益及推广应用的前景
1、达到的技术水平
实现回采工作面复合破碎型顶板的多种方法及各复杂条件下的合理管控，达到同行业先进水平。
2、经济效益
通过对回采工作面复合破碎状顶板的支护管理方法进行系统的研究与实践应用，为木瓜煤矿乃至我们集团公司在回采工作面较为破碎性的顶板的管理工作上寻求新的、系统的管理方法。更好的服务于集团公司的顶板管理工作，为安全可靠的管理回采面复合、破碎性顶板提供新途径、新方法。
4、木瓜煤矿10-207回采面复合、破碎状顶板的日常支护工艺的研究 。
5、木瓜煤矿10-207回采面在回采期间出现顶板漏、冒情况下的顶板的支护工艺的研究。
2、研究目标
通过对回采工作面复合破碎状顶板的支护管理方法进行系统的研究与实践应用，为木瓜煤矿乃至我们集团公司在回采工作面较为破碎性的顶板的管理工作上寻求新的、系统的管理方法。更好的服务于集团公司的顶板管理工作，为安全可靠的管理回采面复合、破碎性顶板提供新途径。
六、地点、试验规模和进度安排
试验地点和规模：木瓜煤矿10-207回采工作面进行初次试验、成功后推广应用到地质条件较为复杂的10-206和10-202回采工作面。
2、项目进度及费用安排：
复合顶板松软煤层回采巷道支护技术研究
２ ２ ． ４
２ ９ ． ９
１ ５ 号 煤 ３ ． ５ ／
眇质泥岩 ８ ． ０
＼ ９ ． ９ ８
２ ９ ． ０ ７
５ １ ３
２ ３ ８ ３
２ ． ５ ５
３ － ３ ５
２ ２ ． ４
３ ６ ． ８
挖巷道 ， 运算 至平衡 ， 观察巷道 变形破坏 。 巷道开挖后 ， 岩体 内原有平衡状态被 打破。计算至 ３ ０ ０步
证， 取得 了良好的 围岩控制效果 。
２ 复 合顶 板变 形破 坏过 程数 值模 拟分 析
根据掌石 沟煤矿 １ ５号煤层实 际岩层柱状参数 ， 采用美 国大 型岩土工程计算软件 Ｆ Ｌ Ａ Ｃ ３ Ｄ建立数值模 型 ， 如图 １ 所示 。
ｌ 工作 面概 况
掌石沟煤矿 １ ５号煤层位 于太原组底 部 ， 平均埋 深 ２ ５ ０ Ｉ Ｔ Ｉ ， 煤 层均厚 ３ ． ５ ｍ， 为近水平煤层 。煤岩层柱状参数见 表 １ 。由表 １ 可 知， １ ５号煤层顶板为复合顶板 ， 直接顶 为泥岩 ， 厚２ ｍ， 局部 含有 ０ ． ５ ｍ煤线 ， 易离层 冒落 ， 对巷道掘进 和顶 板控制影 响较 大。
表 １ 煤岩层柱状参数表
岩性 层厚 ， ｍ
～
柱状
… 一 Ｔ一 一
抗压强 弹性模 内聚力 内摩擦角 度／ ＭＰ ａ 量／ １ Ⅵ Ｐ ａ ， ＭＰ ａ ， （ 。 ）
３ ６ ． ４ ４ ４ ６ ２ ９ １ 】 － ８ ７ ４ ３ ． ３
图 １ 数值计算模型 模型长 １ ６ ｍ、 宽１ ０ ｍ、 高２ ２ ｍ。模型前后面 、 左面和底部分 别限制水平位移和垂 直位 移。顶部垂直应力为 ８ ＭＰ ａ ， 按均布载
煤矿掘进施工巷道复合顶板锚杆支护的研究与探讨
３ 巷道 锚杆 支 护机理 分 析
１ 悬 吊理论 设计锚杆参数 。根据悬 吊理论 ，设计锚杆参数 时可分 ） 两种情况计算 （ ） 图２ 。 ２）锚杆长度 。在锚杆总长度Ｌ上，主要 由锚杆锚固段长度 Ｌ、软弱 １ 岩层厚度或 冒落拱高度 ，以及锚杆外露长度Ｌ三部分所组成 。 根据锚杆长度Ｌ 的定义 ，公式 即为 ：
蔫 铸顶板锚杆支护 的研究与探讨
徐 杰
（ 淮北矿业集 团公 司朔里煤矿 ，安徽淮 北 ２ ５ ５ ） ３０２
摘 要 本文 以某处支护 顶板与巷道 为例 ，从 基本支 护方法 、巷 道锚杆支护 机理分析 和具体施 工措施等方 面浅议掘 进巷道支 护。 关 键词 掘进巷 道 ；复合 顶板 ；锚杆 支护 ；施工措施
中 图分 类号 Ｔ ３３６ 文 献标 识 码 Ａ Ｄ ５． 文章 编号 １７ —６ １（ １） １０ ３— １ ６３９７ 一２ ００ —０９ ０ ０ ２
煤矿开采中 ，因地质构造原因 ，多数矿都呈现不 同地质构造形式 。 有的地方压力 大 ，有的地点 就小。根据煤层 赋存情况 ，掘进 方式的不 同， 也使得支护方式有所不 同。为尽量减少支护材料 ，达到相应地支护 强度 ，满足安全生产要求 ，应选择适 当的支护方式 。
Ｌ Ｉ ＋ ：Ｌ＋ （） １ 式 中：Ｌ —锚杆 总长度 ，ｍｍ；Ｌ—锚，－ ，稳定岩层的深度 ，一般 １ ｔ￣． ｆ ｋ 取３０ ４ ０ ｍ；Ｉ ０ ～ ０ｍ ＿锚 杆的有效长度 ， ｍ ｍ ；Ｌ —锚杆外露长度 ，一般取
１ ０～１ ０ １ ３ ５ ｍｍ 。
１ 基 本支 护 方法
ｂ＝Ｌ － － ａ
星 基本 支护 机理 分析 ６ 号层 主要 由３ 个煤分层组成 ， 纯煤厚 １０ ｍ 。各测 点变形 量均不 ５０ ｍ 同。中部及下部各有一层碳质泥岩，厚１０ ｍ ０ｍ ５ｍ 和１ ｍ，直接顶由２０ ｌ ０ ０ ｎ ｍ 灰黑色泥岩 、 ５ｍ ￣ 白色凝灰岩 、２０ ｍ ２０ ｍ ５ ｍ ￣黑色含碳粉砂岩和３０ ｍ ０ ｍ 的 层煤组成复合顶板 ，基本顶是 １ ０ ｍ的灰 白色细砂岩。由于煤层复合 ５ ｍ ０ 顶板是指煤层直接顶由软硬相间 、 数层厚度变化频繁的一组岩层构成 ， 其 岩 ｌ 般在泥页岩 、 凝灰岩、碳质粉砂岩、劣质薄煤或煤线间。当巷道开 拓时 ，围岩较易风化 ，顶板稳 固性差 。煤层复合 顶板属标准的沉积层状 岩体。复合顶板厚度在ｎ 一１ 之间，巷道破坏一般从稳定的 “ ８ ． 巷道关键 层”下开始离层 、破碎直至冒落。但 由于关键层作用 ， 巷道上方 冒 落岩层 不会形成完整的冒落拱 。此 “ 巷道关键层”就是位于巷道顶板上方一定层 位， 巷道开挖后 即 使不支护也能 自 稳的最下部的顶板岩层。 支护的作用就是将下部岩层锚固在关键层岩层上 ，并使复合顶板在 巷道开掘后通过锚杆的作用形成一个组合梁 ，防止关键层下位岩层的过 大离层与破碎 冒落 ，维持巷道稳定 （ ）。当巷道上覆一定范 围内的 图１ 岩层有关键层时，巷道支护设计应按悬 吊理论来计算 。
深井厚层复合顶板回采巷道支护技术研究
３ １５ （ 】 ２ １ 轨道顺槽支护 技术 ２
１ ５ （ ） 道顺 槽 设计 为矩 形 断 面 ： 宽 Ｘ净 ２ ２ １轨 净 高 ＝ ． ｍ Ｘ３ ５５ ． ｍ。 ４
３ １ 顶 板 支护 ．
采空 区， 北部 为 西一 采 区 １４ （ ） 作面 。 面 标 ２ ２ １工 该
查 来 看 ， 道 的原 始应 力 释放 剧烈 ， 架 棚 支护 的 巷 对
破坏 很大 。
（ ） 已经 揭 露西 一 １－ ６ 从 ２煤 层 巷 道顶 板 来 １
看 ， 板 岩性 变化 较 大 ， 部 １－ 煤 层 发 育 不 稳 顶 顶 １３ 定 ， 问距 时大 时小 ， 层 因此巷 道 掘进 层位 的控 制也
［ 摘
要 ］ 以 淮 沪煤 电公 司丁 集煤 矿 １５ （ ） ２ ２ １ 工作 面回采 巷 道 地质 条 件 为工程 背景 ， 述 了复 论 合 项板 巷道 的 变形破 坏 特征 ， 分析 了深 井 复合 顶板 巷 道 支护 存在 的难 点 ， 出 了锚 提 （ ） 网联 合 支护 方 式 。 实践证 明 ： （ ） 网联 合 支护 能有 效 限制 围岩 变形 ， 索 梁 锚 索 梁 保 持 围岩稳 定 ， 阻止 复合 顸板 离层 破 坏 ， 主动 支护 围岩 。 深 支 回 ［ 关键 词 ］ 复 合 顶 板 ； 井 ； 护 ； 采 巷 道 ［ 中图分 类 号 ］Ｔ ５ ［ 献标 识 码 ］ Ｂ ［ 章编 号 ］ Ｄ３ ３ 文 文 １ 槽 煤 层 为突 出煤 层 ， 突 钻 孔 的施 工 又 降低 了 １ 解 煤层 的强度 ， 因此控 制 巷帮 的稳 定极 为 重要 。 （ ） 据地 质 说 明书 提 供 的资 料 ， 道 顶 板 ４ 根 巷 砂 岩层 含水 ， 滴水 会 降低 围岩强度 ， 弱 锚 杆锚 淋 减 索 的锚 固效果 ， 岩遇 水还 会 发生 崩解 、 胀 等现 泥 膨
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２ ０ １ ５ 年２ 月 文章编＂ ￣： １ ６ ７ ４ — ０ ８ ７ ４ （ ２ ０ １ ５ ） ０ １ — ０ ０ ６ ２ — ０ ５
山西大同大学学报（ 自然科学版）
Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｓ ｈ ａ ｎ ｘ ｉ Ｄ ａ ｔ ｏ ｎ ｇ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ （ Ｎａ ｔ ｕ ｒ ａ ｌ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ）
Ｖｏ １ ． ３１ ． Ｎｏ ． １
Ｆｅ ｂ ２ Ｏ１ ５
复合顶板回采巷道梯次支护技术研究
柳 晶
（ 吕梁 学院矿 业 工程 系 ，山西 吕梁 ０ ３ ３ ０ ０ ０ ）
摘 要： 根据车 集煤矿 ２ ６ ０ ９ 工作 面巷道 深复合项板 支护的难题 ，采用 Ｆ Ｌ Ａ Ｃ ， ￣值模拟软件对锚杆 、锚 索进行 了
例， 采用理论分析 、 数值模拟 、 监测等方法 ， 对其回 采 巷 道 复合 顶 板 提 出锚 杆 （ 索） 联 合 支 护 方 式 进 行 研究 ， 确定梯次支护的最优支护参数并验证梯次支 护 的优越 性 。
量也不断 的增大ｎ 。由于采动 的变化 ， 同时残余应 力 的变动 以及 其 他 的多方 面 的影 响 ， 为 深井 的巷 道
作者 简介： 柳 晶（ １ ９ ８ ５ － ） ， 男， 山西离 石人 ， 助教 ， 研究方 向：巷道支护及加固技术 。
柳 晶： 复合 顶板 回采巷道 梯次支 护技术研 究
・ ６ ３ ・
２ 复合 顶板 梯次支护原理
在 上 部压 力 的作 用下 ， 深部 围岩 的不 同岩性 的
３ ． １模 型建 立
岩 层组 在 自身 特点 的影 响下 ， 发 生 不 同的形 变 以及 产 生 不 同 的变 形 规 律 。位 于巷 道 表 面 的 围岩 应 力 呈 现不 均 匀 的衰减 情 况 ， 巷 道 围岩 的变 形速 度 和变 形量 大 ， 导 致 软 弱 煤 层 比较 容 易 发 生 变 形 离 层 现 象 。通 过 采取 对 围岩 整体 的 加 固 ， 达到 缩小 围岩 的
三向应力差值 ， 以便在突发时刻 ， 能够迅速 的恢复 平衡状态和强度 ， 从而实现整体 的稳定性和 自承能 力 的 目标 。
对 于 梯 次支 护 ， 其 道 理是 ： 最 初在 浅 层 岩石 局 部 区域 采 用锚 杆一 阶支护 ； 然后 在 软弱 煤岩 部 分采 用 二 次强 化 的锚杆 承 载 支护 ，即二 阶支 护 ； 最终 对 深 部 煤层 使 用 整体 组 合 支护 ， 也 就是 三 阶支护 ， 已
应 力呈近水平 方 向 ， 其 数值 为 ＝１ ８ ． ９ １ Ｍ Ｐ ａ ， 与 铅 直方向夹角为 １ ０ ０ ． １ 。 ；中 间位 置 主 应 力 ｏ ｒ ＝ ｌ ５ ． ８ ９ ＭＰ ａ ，近 水 平 ， 和８ ９ ． ４ 。 呈 现 垂 直 夹 角 ；最 小
一
６ ０ ０—一 ７ ０ ｏ ｍ之 间， 且仍在 以每年 １ ０ Ｉ ｎ 以上的速
般 锚 杆 的支撑 范 围小 ， 利 用锚 岩作 为 支护 体
时， 承 载能力也 是在一 定 的范 围内 ， 并且 软弱夹层 的 存在 ， 加 大 了松 动和扩展 ， 垂直方 向的岩层将受 到加 大 的载 荷 ， 顶 板 承 受 的力会 加 大 ，同时变 形 也会 加 大， 严重 时可 能发 生垮 落［ ５ １ 。巷道 开挖后 ， 在 围岩应 力作用 下 ， 顶板极 易产生 离层甚至 冒落 ， 两 帮易片帮 下沉 ， 而且两 者会 相互作用 ， 因此控 制巷道 围岩 的变 形必须 对两帮 和顶板 同时进行 加强支护 】 。
度 向下延伸 ， 属深部开采 。车集煤矿 ２ ６ ０ ９ 下巷 回 采巷道 围岩条件复杂 ， 两帮煤体强度低 ， 顶板主要
岩层 依 次为 泥岩 、 细砂 岩 、 泥岩 、 粉砂岩 、 泥岩 ， 力 学性 质 有较 大差 异 ， 同时 伴 随着层 与层 的位 置 错动 以及 泥化 夹 层 等 构造 面发 育 问题 ， 详 细 的层 位 图 ， 见图１ 。在 围岩 应 力 作 用 下 ， 容 易 发 生 顶 板 离层 、
维护 带来 了全新 的研 究方 向及 研 究重 点 的变化 ， 尤 其是 在 随着 井深 的变 化 ， 厚 层 复合 顶板 的煤 层巷 道 的 大变形 造 成锚 固层 的承载性 能 的减 弱 ， 情 况严 重
１ 地 质 概 况
车集煤矿 位于河南省永城 市 内 ， 巷 道 标 高 在
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时甚至造成整体的塌陷辟 卅 。
研 究。将原有 方案 与优化方案进行对 比，结果表 明采ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ梯次 支护方案后 ，围岩 变形得到显著控制 ，并在 工程 实践 中取得较好 经济效益 。 关键词： 复合顶板 ； 梯 次支护；数值模拟
中图分类号： Ｔ Ｕ ５ ２ ８ 文献标识码 ： Ａ
随着 矿井 开采 深 度 的增加 ， 势必 带来 压 力 的增 大， 岩石 内部温 度 的升 高 ，同时煤 层 中瓦 斯 的涌 出
为最 大 限度 地 降低 边 界 效 应 对 模 拟 结 果 的影 响， 根据车集煤矿 ２ ６ ０ ９ 工 作 面 现 有 地 质 采 矿 资 料 以及 数 值 模 拟 研 究 的重 点 ， 采 用 位 移 法 测 定 岩 石 开挖 决 策 模 型 的边 界 。模 型 固定 左 右 两 侧 边 界 和 下 部 边 界 ，上 边 界 为 模 型 的应 力 边 界 。 经 现 场 地 应力 测试 ， 确 定 载 荷 施 加 方 式 和 大 小 为 ：最 大 主
冒落 ， 难 以形成有效的承载结构 ， 两帮移近量大 ， 容易产生片帮及整体下沉。因此 ， 巷道矿压显现 比 较 剧烈 、 巷道 围岩 变形较 大 、 破 坏 时间效 应 明显 。
本文 以车集煤矿 ２ ６ ０ ９ 的工作面作为研究 的实
图１ ２ ６ ０ ９下巷 层 位 图
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ４ — １ １ — １ ２