堅硬頂板回采巷道支護(hù)技術(shù)研究

1 工程概況
　　某礦通過三座礦井合并而成，批準(zhǔn)礦井生產(chǎn)能力90萬t/a，主要開采4號、5號、8號、9號煤礦層其中80105 工作面在開采，煤礦8號煤層的平均厚度為3.25m，密度為1.14t/m3，煤礦層的走向為南北走向，同時東西傾角為40度到100度之間屬于水平煤層的開采條件。8號煤層在頂板上不為石灰石頂板，底部為你延時煤層的傾向等級為二級，屬于自燃煤層。該煤層的整體構(gòu)造相對比較簡單，并沒有產(chǎn)生下陷或者是裂縫的情況。瓦斯的涌出量為0.11m3/min，相對瓦斯的涌出量為1.57m3/min，通過測試之后得出低壓處于正常狀態(tài)，沒有產(chǎn)生沖擊地壓和動力低壓的現(xiàn)象，8號煤層在頂板上作為石灰?guī)r或者是泥巖，并且在底部的材質(zhì)情況為細(xì)砂巖泥巖的硬度為2～3級，屬于比較堅硬的煤質(zhì)層。
　　 2 巷道圍巖穩(wěn)定性的分類
　　煤礦開采巷道圍巖的穩(wěn)定性分類，主要是針對巷道內(nèi)部巖石的具體條件，在對應(yīng)的條件下對工程類別的基礎(chǔ)進(jìn)行判斷，這也是支護(hù)方案保障的前提。但是因為巷道圍巖的穩(wěn)定性受到了圍巖性質(zhì)以及圍巖應(yīng)力的區(qū)分，在圍巖的構(gòu)造情況下破壞比較嚴(yán)重，巷道斷面的大小和形狀不一，巷道支護(hù)的方式等因素的影響比較明顯，并且在通過回采巷道的沖擊下會承受較大的壓力，移動支撐壓力和壓力降低問題比較明顯。針對上述的問題分析使用比較廣泛的模糊類聚分析的方式，對巷道內(nèi)部的巖石進(jìn)行了分類。
　　在選用回采巷道巖石穩(wěn)定性的分類指標(biāo)過程當(dāng)中，基于易量化和容易獲得的基本性原則，選取直接頂層煤的單向抗壓強度，巷道的具體埋藏深度有效的計算出煤層垮落的距離，通過對煤層的厚度和高度的比值對航道寬度等作為分類指標(biāo)。模糊聚類的實施方式存在很多種，通常情況下采用模糊等價關(guān)系距離的方式，具體的操作流程為將模糊相近的矩陣進(jìn)行改造，使其具有優(yōu)秀的傳遞性，并且轉(zhuǎn)化成為模糊等價關(guān)系，在給出了不同參數(shù)進(jìn)行類聚，保證了參數(shù)取值分類的需求。通過由大到小或者是由小到大的順序來進(jìn)行取值和試驗，并且在試驗過程當(dāng)中采用抽樣調(diào)查的方式，保證最終的數(shù)值符合測試要求。依照礦井的具體開采狀況來分析，在礦井的整體走向為由南到北傾斜向西的整體構(gòu)造，同時在單斜構(gòu)造的基礎(chǔ)之上，煤礦整體的形狀坡角相對較好，并且在內(nèi)部沒有檢測到煤礦斷層的現(xiàn)象，在整體的構(gòu)造上屬于比較簡單的類型，在有效結(jié)合了8號煤層的工作面和回風(fēng)槽的巖石類型，進(jìn)行了有效的分類，在分類的結(jié)果上設(shè)定為二級，屬于穩(wěn)定性圍巖分類。依照航道頂板支護(hù)方式和參數(shù)的選取，對工作面巷道的錨桿和鋼筋量進(jìn)行了有效的支護(hù)，充分保證了錨索的支護(hù)能力。
　　 3 工作面順槽頂板錨固參數(shù)設(shè)計
　　通過相關(guān)的地質(zhì)數(shù)據(jù)報告可以看出在該8號煤層的開采過程當(dāng)中，每層頂端的石灰?guī)r或者是泥巖，量相對比較豐富，通過對現(xiàn)場鉆孔試驗分析，可以看出直接停板的名言，抗壓強度為1.20MPa，13.6MPa平均為12.8MPa。屬于軟土質(zhì)巖土類型，在實際的抗拉強度上為0.2MPa到0.5MPa，平均為0.3MPa。凝聚系數(shù)為2.4MPa。會員整體的抗壓力強度為63.5MPa到68.5MPa，平均為65.5MPa，屬于質(zhì)地比較堅硬的巖石，在經(jīng)過系統(tǒng)的勘測工作之后，可以看出在巷道內(nèi)部直接通過巖石頂板的厚度相對較薄，同時在巖石的強度上比較低，完整程度交叉會隨著煤礦巷道開采過程中的推進(jìn)而產(chǎn)生損壞。在錨固參數(shù)計算過程當(dāng)中，需要充分的考慮到基本頂層石灰石巖石強度。通過上述的計算分析之后，有效確定了錨桿在運用直徑為22mm，長度為2.5m的左旋螺紋錨桿，錨桿的排距為1.0×1.1m，每個頂板上布置五根錨桿同時在錨桿的兩側(cè)設(shè)定為三根錨桿和兩個低幫錨桿來進(jìn)行支護(hù)。采用了W形鋼鐵結(jié)構(gòu)和菱形的金屬網(wǎng)型支護(hù)結(jié)構(gòu)，在網(wǎng)孔的尺寸設(shè)定為50×50mm，錨索采用直徑為50mm的長度大小，在進(jìn)行巷道的挖掘過程當(dāng)中，巷道底部的底板移動量最大為96mm，同時在兩側(cè)的移動量為46mm，在航道挖掘進(jìn)入到18 地之內(nèi)，行到周圍的巖石會表現(xiàn)得比較堅硬，同時也趨于更加穩(wěn)定，圍巖的最大形變量為2.3mm。在工作過程當(dāng)中，受到了顏體移動的影響，在巷道前方的30m范圍之內(nèi)的巖石形變比較明顯，看到底部的板體移動量為401mm，兩側(cè)的移動量最大為198mm，最大形變量為6.1，整體表現(xiàn)知乎性良好，可以滿足基本的煤礦生產(chǎn)需求。
　　 4 結(jié)束語
　　針對深埋煤層巷道圍巖的支護(hù)性問題，相關(guān)的研究人員也做出了大量的工作和研究并且取得了初步的成果，但是因為在深埋地下的巷道和支護(hù)的難題仍然沒有得到充分的解決，在本文當(dāng)中就以具體的煤礦開采環(huán)境為例，對工作面回采巷道進(jìn)行支護(hù)設(shè)計分析，并且對之后的效果作出了科學(xué)合理的評價，對煤礦開采工作提供了科學(xué)的借鑒。