深部松软破碎顶板巷道围岩控制技术
巷道围岩应力控制技术共62页
引言
4.高应力巷道特点
矿井高应力巷道具有围岩破碎严重，塑性区、破碎区范围 很大，蠕变严重。巷道围岩变形少则几百毫米，多达 1.0~2.0m。巷道在服务期间需要进行不断的维护与返修，特 别是它们的两类或三类的复合型，问题更为突出。严重时， 在巷道掘进或使用期间将会在巷道中引发煤与瓦斯突出， 甚至岩爆等动力灾害，严重威胁矿井的安全生产。这不但 造成巷道支护成本高，而且造成煤炭资源开采的极端困难， 严重威胁着矿井的安全生产。这种局面将成为我国煤矿今 后必须长期面对的开采技术难题。
为9 m，分3层开采，分层采高2.8 ~ 3.0 m。
15
顶板掘巷应力转移原理与技术
胶带输送机硐室与回采工作面的关系
16
顶板掘巷应力转移原理与技术
顶部掘巷的研究方案
为解决问题，初步提出以下五种方案，利用数值计 算方法进行研究： 方案一：无顶部卸压巷时 方案二：硐室顶部开掘8×2 m2卸压巷 方案三：硐室顶部开掘12×2 m2卸压巷 方案四：硐室顶部开掘16×2 m2卸压巷 方案五：硐室顶部开掘20×2 m2卸压巷
20
顶板掘巷应力转移原理与技术
现场实测分析
1－顶底 2－两帮
位移速度
2 112 21底板掘巷应力转移原理与技术
1.底板掘巷的应力转移原理
简单模型
22
底板掘巷应力转移原理与技术
2.蒋庄煤矿工程实例
问题的提出
蒋庄煤矿设计生产能力为150万t/a，是枣庄矿业集团公司
的骨干生产矿井。该矿自1989年6月投产以来，至今已生 产原煤2000多万吨，由于生产强度的不断加大，造成生 产接续紧张，南翼一部和二部强力胶带输送机担负着矿 井水平的南翼煤岩输送任务，因此其机头硐室群的良好 维护就是十分重要的问题，一旦出现问题，势必影响到 全矿井的生产。
大断面巷道围岩变形机理及控制技术应用研究
大断面巷道围岩变形机理及控制技术应用研究
张孝忠
【期刊名称】《凿岩机械气动工具》
【年(卷),期】2024(50)1
【摘要】为解决采空区下大断面巷道围岩稳定性差的问题,同德矿以5316工作面为工程背景,通过理论分析和数值模拟相结合的方法,对地质复杂条件下大断面巷道承载结构的应力环境变化、巷道变形破坏表现、顶板锚索破断深层次原因、巷道围岩控制技术展开研究。
运用FLAC 3D对工作面开采后的破坏规律进行模拟,对支护参数进行优化,最终确定支护方案。
通过现场变形监测,巷道围岩变形量得到了有效控制,在支护效果和成本控制方面新支护方案都较为理想。
【总页数】5页(P31-35)
【作者】张孝忠
【作者单位】山西省柳林县应急管理局
【正文语种】中文
【中图分类】TD353
【相关文献】
1.煤矿大断面托顶煤巷道围岩变形破坏机理
2.大断面煤巷围岩变形机理与控制技术研究
3.断层破碎带大断面巷道围岩变形破坏机理及控制技术
4.大断面软岩硐室围岩变形机理与控制技术研究
5.大断面巷道围岩变形机理及支护技术研究
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破碎顶板巷道支护技术
1 煤层赋存特征
由钻孔资料和 21701 运输巷揭露可知，15 号煤层 本区赋存稳定，结构简单，层理、节理较发育，由北向南 逐渐变薄，厚度为 1． 43 ～ 2． 57m，平均 2． 05m。煤层由 北向南会出现厚为 0． 14m 的夹石，倾角为 0 ～ 1°，直接 顶为炭质泥岩，节理裂隙发育、性松软，易破碎，平均厚 度为 2． 55m； 炭质泥岩之上近 1m 的范围为 2 层煤线和 粉砂岩互层，再上为厚 9． 14m 的灰白色粉细砂岩互层， 坚硬、性脆，煤层底板为褐色粉砂岩。如图 1。
2 巷道顶板类型分析
2． 1 岩石坚硬程度 由实验获得巷道顶板炭质泥岩的单轴抗压强度为
26． 3MPa，巷道两帮煤体的单轴抗压强度为 19． 8MPa， 巷道底板粉砂岩的单轴抗压强度为 64． 8MPa。永定庄 矿 15 号煤层巷道的顶板（ 炭质泥岩） 及煤帮属于较软 岩石类型，底板（ 粉砂岩） 则属于较硬岩石类型。
支护的初期刚 度 不 足，即 支 架 与 围 岩 形 成 平 衡 之 前 围 岩就已经发生 了 过 大 变 形，超 出 了 形 成 稳 定 状 态 所 允 许的最大变 形 量，从 而 发 生 破 坏 失 稳。 这 主 要 是 由 于 支护开始发挥作用时，围岩往往已经产生了较大变形， 而这种变形是在没有任何限制的自由状态下产生的， 在此变形过程中，围岩极易发生变形不均、危石掉落等 现象。因此，支护要及时，应使支护具有一定的初期预 应力，使围岩变形及早受到一定控制。 3． 2 可缩性支护原则
永定庄矿为大同矿区首个开采侏罗系 15 号煤层 的矿井，该煤层在大同矿区为不稳定煤层，煤层直接顶 板为厚 2． 3 ～ 3． 5m 松软破碎的炭质泥岩，其层理、节理 裂隙极其发育，固结性差，煤层赋存区域内断层较为发 育，巷道顶板 易 随 掘 随 冒。 支 护 困 难，围 岩 变 形 量 大、 破坏严重、维护费用高等问题。
破碎性软岩巷道围岩强化控制体系研究
破碎性软岩巷道围岩强化控制体系研究【摘要】目前我国关于软岩巷道巷围岩稳定控制与支护的理论及技术还很不成熟。
而且，由于断面形状、围岩性质、服务年限等方面的明显差异，软岩巷道与煤巷围岩稳定与支护有很大不同。
近年来，随着一大批大型国有老矿井向1000m左右深度延伸，对深部岩巷围岩稳定与支护中涉及的理论与关键技术的研究显得尤为迫切，这不仅关系到我国的能源资源能否可持续开发利用，更关系到国民经济能否持续发展。
【关键词】采矿工程；软岩巷道；破碎性围岩；巷道支护；大变形；顶板离层；松动圈0引言煤炭是我国的主要能源，随着浅部资源的减少和匮乏，我国煤炭开采逐渐转向深部。
随着矿井向深部的延伸，应力环境的恶化，很多在浅部没有暴露的问题在深部越发明显。
很多构造破碎带由于围岩本身强度低，在高应力的作用下，具有非线性大变形和显著的流变变形特征，使得该类巷道的维护极为困难，严重地影响着矿井支护的安全状况。
开展破碎软弱条件下巷道围岩变形机理、变形规律及控制手段研究，对煤矿巷道围岩控制具有普遍的理论价值和重大的实践意义。
１破碎软弱围岩控制理念传统的软岩巷道的支护理论和技术更多的是仅从支护前的巷道工程地质条件出发，采用静态的观点分析问题，很少从巷道维护的全过程出发，也很少考虑开挖后围岩对支护的动态力学响应，采用常规支护时，巷道在整个维护期间稳定性都在降低，围岩赋存状态始终处于劣化状态，因而很多软岩巷道稳定性问题解决的不够理想。
20世纪80年代以后，巷道围岩控制技术快速发展，支护围岩关系的认识更加深入，围岩不仅被看作传递和产生载荷的介质，同时也是与各种在其内部或外部支撑的支护结构物构成统一的、相互作用的共同承载体。
因此加固围岩以改善和提高围岩本身的力学性能已成为支护技术发展的主流，采用先进科学的维护技术能够改善或保持围岩的稳定性，满足工程要求。
笔者认为动态加固过程控制的软岩巷道综合控制技术原理包括如下几个要点：１.１软岩巷道维护是支护结构与围岩结构相互作用的过程，其变形与破坏不仅表现为岩石材料的变形破坏，更主要的表现为整体结构的变形与失稳，软岩结构力学效应在工程中占主导地位，控制并允许有限制的围岩变形，并保持围岩结构的稳定，通过预留空间来满足工程需要是支护的唯一目的。
深井高应力破碎围岩回采巷道围岩控制技术
由 １ 钢筋焊 成 ， ６ ２ｍｍ 宽 ０ｍｍ， ２ ６ｍ。 长 ．
轨 道石 门及运 输石 门西 侧 ， Ｋ 断层 破 碎带东 侧 。
金 属 网为菱 形 网 ，０号铁 丝 编织 ， ｌ 网孔 ４ ｍ Ｘ ５ｍ
４ ５ ｍｍ。
２ ３ ２工作 面倾 斜 长 １ ２ ，运 输 巷底 板 标高 ４０ ４ ｍ一Biblioteka ３ ２ ５ 锚 索 ． ．
９ ２ ５ ９ ９ ４ｍ， 深 １ １ ． ８ ． ６ ． 埋 ８ ５—１ ０ ． Ｏ ５ ４ｍ。 ０
摩 垫 圈 。锚 固剂 ： Ｋ ３ ０ Ｃ ２ ５ １卷 ， ２ ５ １ 。 Ｚ ３０ 卷
３ ２ ２ 钢 带 ． ．
钢 带采 用 Ｍ 型钢 带 ， ３ ７ｍ， １０ ｍ 厚 ５ 长 ． 宽 ４ ｍ，
ｍ 眼孔 ３ ｍ。 ｍ， ０ｍ
３ ２ ３ 铁 托 板 ．．
针 对 以 上 问 题 ， 在 张 小 楼 井 一 ２ 水 平 １０ ５ｍ ２ ３ ２工作 面运输 巷 进行 了锚 杆支 护试 验 。 ４０
钢 铰 线 ： １ ． ４ ｍｍ，长 ８ ４ ｍ。 锚 固 剂 ： ５ ２ ． Ｃ ２ ５ Ｋ ３ ０ ２卷 ，２ ５ Ｚ ３ ０ ｌ卷 。托 板 ：０号 槽 钢 制 成 ， ２
２ ３ ２运输 巷煤 层分 为 ３层 ， ２ １ ４０ 共 ． 中间含 ｍ。
有 ２层 ０ ２ 页岩 夹矸 ，依 次往 上 ： ． 页岩 、 ．５ ｍ 勾４ ０ｍ ２ ０ｍ砂 页岩 、． 。 ８ ０ｍ砂 岩 。 直接顶 裂 隙发 育 ， 巷 时 掘
断面 为矩形 断 面 ， ３ ５ｍ， ２ ７ｍ。 宽 ． 高 ． ３ ２ 顶 板支 护形 式与 参数 ．
３ ２ １ 锚 杆 ． ．
巷道变形破坏的因素及控制方法
0
前言
在地下采煤过程中必然要开挖许多空硐及移动
1
影响巷道变形破坏的主要因素
围岩性质及其构造特征
1 1 自然因素 1 11 ( 1) 围岩性质。围岩性质对巷道变形与破坏有 决定性影响 , 如存在软弱岩石或膨胀性岩石, 对巷道 变形和破坏的性质及其剧烈程度有重要影响; ( 2) 围岩构造特征。巷道的变形和破坏除与围 岩性质有关外 , 与围岩构造特征和岩体本身破坏状 态有密切关系, 其中影响最大和最普遍的是层理和 动力拖动排水运行。节 省了设备和器 材的购置费 用 , 减少了工程量和工程施工费用, 与原方案相比可 减少工程造价 60 余万元。在使用运 行上, 系统简 捷、 操作方便、 故障率低 , 更为安全可靠, 并且节省了 大量的运行电量和维修费用, 年可节省运行成本 10 万元以上。并且由于采用无动力运行, 使吸水过程 的系统振动大大减弱 , 沉积的废浆可以较为稳定地 沉放在清水之下, 可有效地防止废浆外溢 , 对农田环 境起到了很好的保 护作用。该套 系统自 2006 年 8 月份运行以来, 体现出了良好的运行效果 , 获得了较 好的经济效益和环境效应。
Abstract: Under the coal- mines, all types of laneways rewarded different funct ions act related effects. In ex cavating coal, the laneways will be distorted and damaged. By analyzing the causes we can find out reasonable control methods to protect the laneways. Key words: distortion and damage; funct ion; control methods
巷道围岩稳定性及控制技术
组合拱理论在一定程度上揭示了锚杆支护的作用机理，但在分析过程中没有深入考虑围岩－支护的相互作用，只是将各支护结构的最大支护力简单相加，从而得到复合支护结构总的最大支护力，缺乏对被加固岩体本身力学行为的进一步分析探讨，计算也与实际情况存在一定差距，一般不能作为准确的定量设计，但可作为锚杆加固设计和施工的重要参考。
三、巷道支护机理
围岩强度强化理论
中国矿业大学候朝炯教授等在已有研究的基础上，提出巷道锚杆支护围岩强度强化理论。该理论基本内容如下： (1)锚杆支护的实质时锚杆与锚固区域的岩体相互作用组成锚固拱，形成统一的承载结构； (2)锚杆支护可提高锚固体的力学参数，如弹性模量、粘聚力、以及内摩擦角等参数，改善被锚固岩体的力学性能； (3)巷道围岩存在破碎区、塑性区以及弹性区，锚杆锚固区内岩体的峰值强度、峰后强度及残余强度均能得到强化； (4)锚杆支护可以改变围岩应力状态，增加围压，并且提高围岩承载能力，改善巷道支护状况； (5)围岩锚固体强度提高后，可减小巷道周围的破碎区、塑性区范围和巷道表面位移，控制围岩破碎区、塑性区的发展，从而有利于巷道围岩的稳定。 围岩强度强化理论强调巷道松散围岩的峰后特性，及锚杆对峰后强度围岩的力学性能的改善作用，它揭示了锚杆支护对提高围岩峰值强度和残余强度的作用。
（四）、巷道支护理论学说
三、巷道支护机理
悬吊理论
该理论认为：锚杆支护的作用就是将巷道顶板较软岩层悬吊在上部较稳定的岩层上，以增强较软弱岩层的稳定性。它所依据的是这样一种认识：井下巷道开挖后，巷道上方的岩层会发生弯曲下沉。如果不及时进行支护，层状直接顶会与老顶发生分离并会发生冒落。在这种情况下，顶板锚杆通过其张力将直接顶“钉”在具有自承能力的老顶上，锚杆需要承受被悬吊岩层的自重。
深部煤矿应力分布特征及巷道围岩控制技术
深部煤矿应力分布特征及巷道围岩控制技术摘要：随着我国煤矿开采深度的不断增加，围岩控制及支护技术成为深部巷道开采的聚焦点。
因此，本文首先简要的阐述了煤矿深部巷道围岩条件及变形特点，然后重点分析了煤矿深部巷道围岩稳定性控制措施。
关键词：深部巷道；控制措施；技术1 煤矿深部巷道开采特点深部巷道围岩条件比较复杂，只有充分了解深部巷道围岩性质的变化才能因地制宜，进行有效的围岩控制。
深部巷道围岩开采过程中会表现出如下特点：与上部围岩相比，深部开采巷道围岩密度增加，围岩变硬；开挖前，岩体处于三向受力状态下，由于巷道掘进后，周围岩石被开挖，相当于卸载，致使其压力释放，岩体容易破碎，导致围岩强度有所下降，出现大量细微裂缝，围岩软化。
开采巷道的变形特点：（1）由于巷道开挖后，围岩会发生卸载现象，岩体能量突然得到释放，使得围岩塑性区和破碎区范围加大，巷道两帮移近量大，继而两帮高应力传到底板，巷道底鼓严重；巷道变形易受扰动，对外部环境影响反应十分灵敏，外部作用发生变化变化，巷道应力、变形均会出现显著改变。
（2）巷道围岩变形的时间效应。
初期来压时比较快、变形也非常显著，如果不采取科学有效的支护措施，极易发生冒顶、片帮等现象，当围岩变形稳定后，围岩则长期处于流变状态。
（3）巷道围岩变形的空间效应。
深井巷道来压方向大多表现为四周来压，不仅是顶板、两帮发生明显的变形和破坏，而且底板也会出现较强烈的变形和破坏，如果不对底板采取有效控制措施，巷道则会发生严重底鼓，而强烈底鼓则会加剧两帮和顶板的变形和破坏。
（4）巷道围岩变形的冲击性。
在有明显的冲击倾向性的巷道中，围岩变形有时并不是连续、逐渐变化的，而是突然剧烈增加，这就导致了巷道断面迅速缩小，具有强烈的冲击性。
2 深部煤矿地区地应力测量与分析方法目前我国各大煤矿区对深部煤矿地区的地应力场的分布特征缺乏清晰、准确的认知，在系统认识方面也有所不足。
目前可直接在深部煤矿地区地应力场分布研究过程中进行使用的数据仍然不足，很多煤矿深部井下工程如支护问题以及冲击地压防治问题等等，在过去较少考虑到地应力以及地应力场这组重要参数。
锚网索支护技术在软泥岩巷道支护中的应用
锚网索支护技术在软泥岩巷道支护中的应用摘要：深井大倾角泥岩巷是地压大围岩变形剧烈的一类极难维护的巷道。
分析该类巷道围岩的层状赋存特点及软弱破碎条件, 提出锚杆锚索联合支护以提高巷道围岩的自承能力,减小围岩的变形的支护原理, 并研究了合理的锚杆支护技术和帮顶锚固方式, 包括顶板锚联网索支护、两帮全螺纹等强锚杆支护与临时支护技术。
关键词：深井;软岩巷道;锚杆锚索;原理；工艺深井大倾角泥岩巷围岩为非均质层状赋存, 在高地应力作用下表现为强烈的两帮移近和片帮, 同时在高压情况下，顶板管理难度加大，易掉顶，两帮与顶板较一般软岩巷道破坏更加严重, 同时层状顶板易发生离层冒落, 因此该类巷道不仅在采掘影响期间围岩急剧变形, 而且在应力分布趋向稳定后仍保持快速流变, 围岩累计变形量常以米计, 巷道维护十分困难。
1深井大倾角泥岩支护的方式分析非封闭式支架对顶板冒落的安全防范性能较好, 为目前的主要支护形式, 但由于支护阻力普遍较低, 且常常不能及时起作用, 不仅巷道支护成本高, 而且维护周期短、效果差。
单一的端部锚固锚杆支护, 在松软围岩中锚固力低, 锚固质量不可靠, 锚杆支护阻力不够, 不仅支护效果不好, 而且可能发生顶板垮落, 给安全生产带来隐患,因此极少采用。
锚杆、网、锚索的联合支护是把锚杆、锚索支护材料埋入岩层内,使锚杆、锚索与围岩紧密结合在一起,提高巷道围岩的自承能力,减小围岩的变形,从而达到巷道稳定的目的，特别适合软岩巷道。
2深井大倾角泥岩巷支护原理2.1锚杆支护的作用机理有悬吊作用、组合梁作用、加固拱作用、围岩补强作用和减小跨度作用等。
(1)悬吊作用在层状岩层中，锚杆将下部不稳定的岩层悬吊在上部稳固的岩层上。
锚杆所受的拉力来自被悬吊的岩层重量。
(2)组合梁作用在没有稳固岩层的薄层状岩层中，通过锚杆的预拉应力，将视为组合梁的各薄岩层挤紧，提高其自承能力。
决定组合梁稳定性的主要因素是锚杆的预拉应力及杆体强度和岩层性质。
深井沿空掘巷围岩变形破坏特征及控制技术研究
第38卷第2期2021年03月米矿与安全工程学报Vol.38No.2 Journal of Mining&Safety Engineering Mar.2021文章编号：1673-3363-(2021)02-0227-10深井沿空掘巷围岩变形破坏特征及控制技术研究程利兴1234,康红普2,3,4,姜鹏飞2,3,4,李文洲2,3,4,杨建威1,2,3,4,郑仰发2,3,4,伊康12,3,4(1.中国矿业大学(北京)能源与矿业学院，北京100083； 2.煤炭科学研究总院开采研究分院，北京100013；3.中煤科工开釆研究院有限公司，北京100013；4.天地科技股份有限公司开采设计事业部，北京100013)摘要针对深井高应力软岩巷道变形量大、变形持续时间长、巷道难支护等问题，以口孜东矿沿空巷道为工程背景，通过现场调研、地应力测试、矿物成分分析及巷道围岩力学性能测试等手段，揭示高地压、强扰动是巷道产生大变形破坏的主要动力源，低抗载性围岩破裂加剧了巷道围岩的结构风化和强度劣化，加剧了巷道扩容变形，构成巷道产生大变形的主要内因；巷道断面不合理，支护强度低，加剧了巷道围岩扩容变形，构成巷道大变形的主要外因。
从巷道破坏模式方面分析巷道5种典型变形破坏特征及发生机制；通过现场观测，揭示巷道表面变形的空间非对称性、不同深度围岩变形的跳跃性，以及巷道围岩内部结构劣化的非均匀性和跳跃性；总结了巷道大变形机理是高应力驱动下塑性区劣化后的围岩产生显著的流变与强烈的扩容变形，加速了巷道的变形失稳。
提出口孜东矿沿空掘巷以“高预应力主动支护、注浆改性加固、强帮护顶”为核心的沿空掘巷支护技术，现场监测表明，该支护方案可有效控制深部高应力软岩巷道变形。
关键词千米深井；高应力；大变形；软岩巷道；沿空掘巷中图分类号TD353文献标志码A DOI10.13545/ki.jmse.2019.0586Deformation and failure characteristics and control technology of surrounding rocks in deeply gob-side entry drivingCHENG Lixing1'23'4,KANG Hongpu2'3'4,JIANG Pengfei23'4,LI Wenzhou23'4,YANG Jianwei1'2'3'4,ZHENG Yangfa2'3'4,YI Kang1'2'3-4(1.School of Energy and Mining Engineering,China University ofMining and Technology-Beijing,Beijing100083,China；2.Coal Mining and Designing Branch,China Coal Research Institute,Beijing100013,China；3.Coal Ming Research Institute Co Ltd of CCTEG,Beijing100013,China；4.Coal Mining and Designing Department,Tiandi Science and Technology Co Ltd,Beijing100013,China)Abstract In view of such problems of large deformation,long deformation duration,and support difficulty of a deep roadway with high stress soft rock,with the gob-side entry in Kouzidong Coalmine as the engineering background,through on-site investigation,in-situ stress test,mineral composition analysis,and mechanical properties test of the surrounding rock,the research revealed that high ground pressure and strong disturbance are the main force sources for large deformation and failure of the roadway;fracture of the surrounding rock with low load resistance intensifies its structural weathering and strength degradation and,thus aggravates the dilation and deformation of the roadway,which forms the main internal cause for the large deformation of the roadway;the unreasonable cross-section and收稿日期：2019-12-30责任编辑：王江涛基金项@:国家重点研发计划项目(2017YFC0603003)作者简介：程利兴(1987-),男，河南省永城市人，博士研究生，主要从事巷道围岩控制方面的研究。
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１ ２ １ １ ０ １ 工 作 面 掘 进 过 后 受 到构 造 应 力 大 、顶 板
破碎 、 巷道 围岩应力不对称等因素的影响， 巷道内 多 处 出 现 了片 帮 离 层 现 象 ，多 处 最 大 变 形 量 在 ５ ０ ０ ｍ ｍ及 以上 ， 巷道 底鼓 量 超 过 了 ４ ０ ０ ｍｍ， 严 重
０ ～ ４ ． ０ ｍ之 间为石 灰岩 ， 岩层 厚 层状 ， 致 密坚 硬 ， 水
脉 极其 发育 ， 密度 大 、 纵 深方 向延 伸 范 围广 ， 并且 有 大量 的含 铁元 素 的薄 片夹 层 。这些 岩 脉和 夹层 将 岩层 严重 分割 ，且 松 软破 碎顶板 在 构造 运 动下 裂 隙发 育 ，加上 自身承 载能力 弱 以及 遇水 崩 解强
０ 引 言
巷道 围岩支 护是 井工 开采 技术 的关 键 ，在 具
顶板 下沉严 重 、顶板 与 两帮 变形 不协 调 以及 大 面
积 冒顶失稳 等严 重后 果 。
１ ． ２ 地 应 力参数
体巷 道支 护过 程 中 ， 诸 如褶 曲 、 断层 、 埋深 、 岩层 力 学性 质与 地下 水等 工 程地 质条 件大 大 削弱 了巷 道 支护稳 定 性 。其 中 ， 松 软破 碎岩 层为 顶板 的煤 层
巷 道 管理 和维 护一 直是 当前 我 国煤 矿巷 道 支护 的
一
采用 Ｓ Ｙ Ｙ 一 ５ ６型水 压 致 裂 地 应 力 测量 仪 ， 利 用 水 压 致 裂 应 力 测 量 法 ，在 南 翼 盘 区 轨 道 上 山
３ ０ ０ 、 ４ ５ ０ ｍ处 选取 ２个 测点 地 应力 的测 量 ，测 量
煤层。 １ ５ 煤南 翼盘 区煤 层厚 度平 均 为 ５ ． ８ ｍ， 埋 深 为６ ０ ０ ｍ。南 翼 盘 区 １ ２ １ １ ０ １ 工作 面 掘进 至 ７ ０ ０ ｍ 时 进入 顶板 异 常破 碎 区域 ，上覆 岩层 间方解 石 岩
在 １ ５ 煤 层 南 翼 轨 道 上 山布 置 ２个 测 站 ， 采 用 电子 钻孔 窥视 仪对 围岩 结构 进行 观测 ，围岩 强 度 测试 采 用 ＷＱ Ｃ Ｚ 一 ５ ６型小 孑 Ｌ 径 井下 煤 岩体 强 度 测 试装置 。 以测站 １ 结果 为例 ： 第 １ 测 站顶 板 以上
应力 测 试 ， 对 巷道 围岩破 坏机 制进 行研 究 ， 确定 了 巷道 合 力学参数测试
１ ． １ 工 程地质
应力区 ， 地 应力 不是 导致 该 区域巷 道 片帮 、 离 层 的
主要原 因。
１ ． ３ 围岩 结构及 强 度
凤凰 山矿 设计 生 产能 力 为 １ ． ５ Ｍｔ ／ ａ ， 井 田内 ３ 煤层与 ９ 煤层 接 近枯 竭 ， 目前 主要 开采 深 部 １ ５
近量为 ３ ８ ｍｍ， 顶 底板 最 大移 近 量 为 １ ９ ｍｍ， 巷 道锚 杆 预 紧力 都在 ４ ０ ｋ Ｎ左右， 受 巷 道掘 进 动压 影 响后锚 杆 受力逐 渐 增 大 ， 表 明 支护体 系有 效控 制 了围岩 的稳 定 ， 起
到 了预 期 的 支护效 果 。
［ 关键词 ］ 破碎顶板 ； 锚杆 支护； 围岩力学参数 ； 数值模拟 ［ 中图分 类号 ］Ｔ Ｄ３ ５ ３ ＋ ． ６［ 文献标 识 码 ］Ａ ［ 文章 编号 ］１ ６ ７ ２ ￣ ９ ４ ３ （ ２ ０ １ ７ ） ０ ３ － ０ ０ ０ ７ － ０ ３
２ ０ １ ７年 ６月
Ｊ ｕ ｎ ． ， ２ ０ １ ７
ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ６ ． ｉ ｓ ｓ ｎ １ ６ ７ ２ － ９ ９ ４ ３ ． ２ ０ １ ７ ． ０ ３ ． ０ ０ ３
能 源 技 术 与 管 理
Ｅｎ ｅ ｒ ｇ ｙ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ａ ｎ ｄ Ｍａ ｎ ａ ｇ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ７
度降低 ， 导致巷道开挖后出现 了围岩松动范围大 、
基金项 目： 国家 自然科学基金面上项 目（ ５ １ ４ ７ ４ ２ ０ ５ ）
向裂隙比较发育 ， 该段岩脉相对发育 、 并有少量的 泥岩 夹层 ； ８ ． ５ ～ １ １ ． ２ ｍ之 间 为石 灰 岩 ，灰 黑色 ， 厚
结 果如 表 １ 所示 。
表 １ 地 应 力 测 量
深度 垂直应力 最大水平 最小水平 最 大水平 ／ ｍ ／ ＭＰ ａ 主应力 ／ ＭＰ ａ主应力 ／ ＭＰ ａ 主应力方 向
个重 点 与难 点 ］ 。 随着 凤凰 山矿 进入 深部 开采 ， １ ５ 煤 南翼 盘 区
平 纹理含 结 晶体 ； 方解 石岩 脉非 常发 育 ， 层 间还 有
较 多 的铁 元 素物质 ， 孔 壁局 部呈 明显 的红褐 色 ； 该
段孔 壁 比较 破 碎 ， 裂 隙 比较 发育 。４ ． ０ ～ ８ ． ５ ｍ之 间 为石 灰 岩 ， 岩 层 呈 灰黑 色 ； 该段 岩 层 致 密坚 硬 ， 横
深 部 松软 破 碎 顶板 巷 道 围岩控 制 技 术
张 弘弦
（ 同煤 集 团 晋 华 宫煤 矿 ， 山西 大 同 ０ ３ ７ ０ ０ ０ ）
［ 摘
要 ］ 为确定 １ ２ １ １ ０ １ 工作 面合理的支护体 系，在 围岩 力学参数测试及数值模拟 的基础
上， 确 定巷 道锚 杆 支护 的 间排 距 为 １ ． ２ ｍ。 通过 矿 压观 测 ： 回采期 间巷 道 两帮 最 大移
影 响 了凤凰 山矿 采 掘接替 。 基 于此 ， 通过 对现 场地
根 据 测试 结 果 ： ２个 测 站 最 大 水 平 主应 力 大
于垂 直 应 力 ， 该 区域存 在 如 下关 系 的应 力 场 ， 即：
ｏ ＇ Ｍ ＞ ｒ ｏ ＞ Ｏ ｒ 应力场 ， 水平 主应 力方 向具有 较 好 的一 致 性 。根 据 判断 标准 ＿ ４ ＿ ５ ］ ， 该 区域 原 岩应 力 场 为低