摘要： 富水砂岩顶板与软弱破碎煤帮赋存条件是我国宁东矿区煤巷围岩失稳破坏的主要诱因,构建顶板堵水加固-煤帮改性强化的新型支护体系是保障该区域煤巷围岩实现长期稳定性控制的关键。以宁东矿区红柳煤矿典型巷道开展系统性研究,首先分析围岩变形破坏特点,通过现场155条节理裂隙产状玫瑰图揭示围岩裂隙发育特征;其次从围岩性质、应力环境及支护参数等角度剖析富水顶板软弱煤层巷道围岩失稳的主要因素。同时采用理论分析、实验室实验与数值计算等综合方法,阐明了以构建厚层跨界自稳结构、提高支护构件基础性能、扩大高预应力作用范围、保持压应力区敏感特性和强化底角楔形承载能力这5个控制要点为核心的全长预应力锚固原理;研制出泵注式锚固剂、锚注套管和定扭压片等新型支护材料,有效解决顶板淋水及帮部软弱破碎维控不可靠等难题;提出锚张泵注式支护工艺,并在红柳煤矿I040202东回风巷开展现场工业性试验。结果表明:新方案直接顶不淋水,帮部锚杆预紧力提升至84 kN,顶板和帮部变形量分别降低40%和65%;钻孔窥视显示,新方案3个钻孔累计12个评价单元的Sd值均小于0.47 cm,原方案4个钻孔累计16个评价单元中的9个S_d值处于0.47～2.35 cm,1个S_d值>2.35 cm。新技术总体控制效果良好,在类似巷道条件中具备推广应用价值。

关键词: 富水顶板, 软弱围岩, 全长预应力锚固, 泵注式锚固剂, 锚注工艺

中图分类号: 

• TD 353