[00122083]复采区巷道破碎围岩压实规律及修复加固技术

目前,襄垣县许多煤矿3号原生煤层的可采储量已面临枯竭,有的矿井面临关闭的困境（如三荆沟、花宝沟、辉坡、凤凰沟等）。如何从老采空区中回收煤炭资源,进一步提高煤炭资源开采利用率,已是我们当前一项重要任务。由于已采区域中的残煤分散,形不成块段且夹杂着木料和矸石,因此,老巷维修和新巷掘进的支护问题,极大的困扰着煤矿技术管理人员,对复采区巷道破碎围岩压实规律及修复加固技术的研究就成为解决这一难题的有效方法之一。 山西长治鑫能煤业有限公司前身系私人小煤矿,几经易主。煤矿内主要开拓巷道均已发生较大变形,不能满足行人和通风、保证继续安全开采的需要,且所处位置跟先前的巷道和采空区的关系并不十分明确,巷道围岩部分地段为岩层、部分为煤层、部分为岩层和煤层混杂,甚至有部分巷道处于采空区下方,巷道围岩极其破碎,大巷破坏最严重的地段,巷道断面已经缩小至不能顺利通过一个人。巷道现有支护方式主要为木垛支护,部分为砌碹支护。巷道木垛支护段木垛直径大都约为20cm,木垛排列较为密集,间距很小,但由于年久失修,木垛大都霉烂,支护能力基本失效,现有巷道两帮内移和顶板下沉量均较大,巷道断面已经不能满足通风和安全生产的要求,是限制该矿生产能力的瓶颈问题。因此,为提高矿井的生产能力,急需解决巷道的加固及扩巷问题。研究的主要内容及成果如下： 首先,对巷道围岩表面变形和破坏特征进行调查,然后采用钻孔窥视仪对巷道围岩的内部结构进行详查,获得了巷道围岩裂隙发展规律及围岩松动范围,现场调查比较全面系统。 巷道现场地质资料调查清楚后,利用自制装置在RMT–150B岩石力学系统上测定了饱水和干燥状态下,岩石的碎胀特性、变形特性、压实特性和能耗特性,获得了破碎围岩的碎胀系数和块径的关系、碎石压实后的残余碎胀系数与岩石强度、块径的关系、碎石压实度和压实应力、块径的关系以及压实能耗与岩石强度、岩石块径之间的关系; 然后,通过实验室试验,获得了新型水泥注浆材料的配合比,解决了普通硅酸盐水泥基单液注浆材料能满足可注性却不能满足结石率和抗压强度要求的问题;根据巷道围岩的变形破坏情况,初步确定巷道修复加固的技术方案（注浆加锚杆联合支护）。 通过现场工业试验对巷道围岩变形进行监测,验证了项目方案的合理性和先进性。在连续几个月的监测过程中得知,巷道顶底板移近量一般小于160mm,两帮移近量一般小于200mm并趋于稳定,说明本项目提出的修复加固方案保证了巷道的稳定,取得了满意的效果。