1、謝橋煤礦風井馬頭門及井壁變形破壞情況分析2014年01月一、工程概述一、工程概述 謝橋礦風井井筒-437.2m-470m段與7月31日開始施工，8月28日施工完畢，其中-460m南北兩翼各4m，于9月1日正式開始施工，9月8日施工完畢。 在施工南北兩翼回風大巷過程中，馬頭門及其連接井壁開始出現(xiàn)開裂、變形、片落縮徑等現(xiàn)象，已造成井底套架立柱變形，罐籠不能正常沿著罐道正常運行，底板底鼓使軌道抬起、調(diào)整軌道、井底罐道整形及幫部井壁刷掘達1次/日，耽誤時間2小時/日以上，嚴重地影響了正常生產(chǎn)。 南北兩翼的馬頭門及回風大巷處于煤層中，煤層和頂?shù)装鍘r石松軟破碎、密度小、空隙大、強度低，易冒落，屬不穩(wěn)定巖層

2、，（具體地質情況見附圖）。其中頂?shù)装迥鄮r抗壓強度小于25MPa，屬于軟巖。加上井筒四周均有斷層，地層構造應力較大，所以井巷的軟巖特征表現(xiàn)明顯，難以支護，造成馬頭門及井壁破碎，底板底臌嚴重。北 翼 馬 頭 門南 翼 馬 頭 門煤 層泥 巖井筒中心線4 m4 m煤 層泥 巖泥 巖煤泥 巖5 0 2 . 54 5 0 . 74 2 2 . 04 1 8 . 05 . 02 . 95 . 15 . 04 . 02 8 . 71 2 . 60 . 17 . 80 . 32 . 50 . 2 61 6 . 4 40 . 1 20 . 3 50 . 51 0 . 8 34 1 3 . 0粉 砂 巖細 砂 巖

3、泥 巖4 0 5 . 04 0 7 . 9鈣 質 粘 土粘 土 夾 礫 石砂 質 粘 土粘 土煤煤煤泥 巖泥 巖煤泥 巖4 9 1 . 6 74 9 1 . 1 74 9 0 . 8 24 7 4 . 2 64 7 4 . 04 7 1 . 54 6 3 . 44 7 1 . 24 6 3 . 34 9 0 . 7風井馬頭門附近地質剖面簡圖 風井馬頭門附近地質詳圖 2012年10月22日至2013年10月28日對馬頭門及回風大巷進行了實際觀測，其中北翼馬頭門變形量最大為685mm，平均1.88mm/天；南翼馬頭門變形量最大為700mm，平均1.92mm/天；馬頭門底板以下井筒破壞段縮徑140m

4、m。 二、風井馬頭門及回風大巷變形特征二、風井馬頭門及回風大巷變形特征05101520050100150200250300350400收斂量(mm)天(d) a b c北翼馬頭門 （2012.10.222012.11.11）0510152025303540020406080100120140160180200220240260收斂量(mm)天(d) a b c北翼馬頭門（ 2013.1.122013.2.18） 北翼馬頭門(2013. 2.182013.11.12)180200220240260280406080100120140160180200220收斂量(mm)天(d) a b c051

5、01520050100150200250300350收斂量(mm)天(d) a b c南翼馬頭門（2013.10.222013.11.11）0510152025303540020406080100120140160180收斂量(mm)天(d) a b c南翼馬頭門（2013.1.122013.2.18）南翼馬頭門（2013.2.182013.11.12）d180200220240260280220240260280300320340360380400收斂量(mm)天(d) a b c234560510152025303540455055收斂量(mm)天(d) a b c北翼大巷（2013.10

6、.222013.10.28）01020304050600510152025303540收斂量(mm)天(d) c北翼大巷（2013.9.162013.11.12）23456051015202530354045505560收斂量(mm)天(d) a b c南翼大巷（2013.10.222013.10.28）010203040506051015202530收斂量(mm)天(d) c南翼大巷（2013.9.162013.11.12）注：a長度為a邊的收斂值；b長度為b邊的收斂值；c長度為c邊的收斂值。在馬頭門變形曲線中：在回風大巷變形曲線中：a長度為a邊的收斂值；b長度為b邊的收斂值；c長度為c邊的

7、收斂值。三、馬頭門破壞原因分析三、馬頭門破壞原因分析 風井馬頭門處在泥巖與煤互層中，屬不穩(wěn)定巖層而且具有一定的膨脹性。井筒四周均有斷層，地層構造應力較大。馬頭門開挖以后，圍巖逐漸松動，較大的松動壓力作用在支護結構上，并隨著時間的延長壓力越來越大，從而超過了支護結構的設計承載能力，使其變形過大而破壞。1、地質因素影響 由于地質條件的限制，井底車場巷道布置過于集中。馬頭門附近有等候室、水泵房、變電所、管子道等多條巷道和硐室。這些巷道縱橫交錯，巖體切割嚴重，應力集中和疊加現(xiàn)象較為突出，巷道之間巖柱偏小，從而影響支護結構的穩(wěn)定性。2、集中應力影響 馬頭門原支護采用鋼筋混凝土結構，支架缺乏讓壓性，又由于巖層松散破碎，巷道開挖后立即進行支護封閉，圍巖正處變形活躍期，壁后變形能集聚而得不到釋放，同時受到后續(xù)工程的施工引起的應力二次分布的影響，使變形壓力進一步加強，當變形壓力超過支護強度時即被壓壞。3、支護結構與圍巖應力不匹配 根據(jù)現(xiàn)場調(diào)研與實際馬頭門破壞情況，初次鋼筋混凝土支護與二次返修U29型鋼支架均存在壁后充填不實，且返修后的U29型鋼