富水弱膠結(jié)頂板巷道支護(hù)優(yōu)化設(shè)計(jì)研究

陳 康，楊張杰，王福海，王 威，王慶牛

(安徽省煤炭科學(xué)研究院，安徽 合肥 230000)

弱膠結(jié)結(jié)構(gòu)與普通軟巖結(jié)構(gòu)差別較大，此類結(jié)構(gòu)構(gòu)成松散且含有很多的吸水性巖體。在富水情況下，弱膠結(jié)結(jié)構(gòu)巷道頂板巖石的抗壓強(qiáng)度會(huì)隨著巖石軟化系數(shù)的升高而不斷降低[1-3]，巖層的整體性變并，巷道支護(hù)難度也隨之增大。

目前煤礦巷道支護(hù)體系中，錨桿(索)支護(hù)是最有效的方式[4-6]。但富水弱膠結(jié)巷道頂板錨桿(索)支護(hù)過(guò)程中，因?yàn)槠漤敯褰Y(jié)構(gòu)比較松散，會(huì)造成錨桿(索)與對(duì)應(yīng)鉆孔的孔壁錨固性較差，從而大大降低了錨固力，會(huì)造成支護(hù)失效[7，8]。隨著西部煤礦開(kāi)采范圍的不斷增大，富水弱膠結(jié)頂板結(jié)構(gòu)作為其中的一種特殊的地質(zhì)軟巖，已經(jīng)有相關(guān)學(xué)者譬如孟慶彬[9]、王渭明[10]等對(duì)此進(jìn)行了試驗(yàn)研究，但是相關(guān)此類結(jié)構(gòu)的巷道支護(hù)研究還欠缺很多。對(duì)于西部礦井色連二礦主采的3-1煤層，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研發(fā)現(xiàn)，該類煤層頂板直接頂在自然狀態(tài)下整體完整性較好，但遇水后其力學(xué)性質(zhì)弱化極快，巷道圍巖的穩(wěn)定性弱化，造成巷道圍巖應(yīng)力加劇，巷道圍巖塑性區(qū)范圍擴(kuò)散顯著，巷道變形、片幫嚴(yán)重；頂板也會(huì)出現(xiàn)較大的下沉，甚至可能導(dǎo)致巷道發(fā)生冒頂事故，給3-1煤層工作面巷道的安全掘進(jìn)帶來(lái)很大的隱患。因此，針對(duì)色連二礦中富水弱膠結(jié)頂板巷道進(jìn)行了相關(guān)的支護(hù)優(yōu)化設(shè)計(jì)研究。

1 工程地質(zhì)特征

色連二礦煤系地層屬侏羅系煤層，煤層頂板巖石組成主要為砂質(zhì)……