聯合支護技術在采準巷道高應力極破碎圍巖區域的治理應用

摘要:紅嶺煤礦14軌道下山屬于高應力大松動圈松軟巷道，采用錨桿將破碎圍巖錨固后，利用小孔徑預應力錨索將錨固體懸吊在深部圍巖中，同時采用錨注支護，注漿材料將破碎圍巖重新粘結起來，改善圍巖的物理力學性質，提高圍巖的自承能力，使巷道處于穩定狀態，獲得了顯著的技術經濟效益。

關鍵詞:采準巷道高;應力變形;治理錨注;聯合支護

中圖分類號:X9

文獻標識碼:A

文章編號:1672-3198(2010)21-0305-01

1 礦井概況

紅嶺公司隸屬于河南煤化集團永煤公司鑫龍煤業，于1970年8月動工興建，1977年12月簡易投產，設計生產能力15萬噸/年。1983年10月后歷經多次改造，礦井設計生產能力為45萬噸/年，2009年核定生產能力為60萬噸/年。井田位于安陽市西北38km處，南距水冶鎮15km，北抵岳城水庫。地理坐標:36°14′16″-36°18′36″，東徑114°05′38″-114°08′30″。井田范圍，西以FB58斷層為界，北部與主焦煤礦相鄰，南以F1斷層為界，東以二1煤層-800底板等高線為界。南北走向長3.7km，東西傾斜寬3km，面積11.1km2。

2 實驗巷道概況

紅嶺煤礦14采區走向長度1200-1400米，平均1300米，傾斜寬550-900米，平均725米，區內主采二1煤，煤厚2-5米，平均3.5米，傾角15-25°，直接頂大部分灰黑色砂質泥巖，厚度在1.5-2米，老頂為灰白色細砂巖，厚度在4-8米，平均6米，由于受構造應力及兩側采動影響，直接頂已破碎，老頂彎曲、離層下沉。底板為灰黑色砂質泥巖，厚度在1.3-2米左右，遇水易底鼓，該采區采用走向長壁炮采放頂煤開采。

14采區軌道下山由上向下掘進所遇到的斷層依次為:FB57(落差50米)、F402、F403、F404、F405、F406、F407較大的八條斷層，地質構造復雜，再加上兩側均受采動影響，使得14軌道下山處于高應力大松動圈松軟巷道，一直處于“前掘后變型，邊掘邊維護”狀態，維護極為困難，直接影響我公司下山開拓進尺和及工作面采掘正常接替關系。鑒于上述情況，我公司在該巷道采用錨桿將破碎圍巖錨固后，利用小孔徑預應力錨索將錨固體懸吊在深部圍巖中，同時采用錨注支護，注漿材料將破碎圍巖重新粘結起來，改善圍巖的物理力學性質，提高圍巖的自承能力，使巷道處于穩定狀態，獲得了顯著的技術經濟效益。

3 采取的主要支護方式

3.1 主要采用的支護方式是

錨桿+錨索+雙墻支護+混凝土反拱+注漿錨桿注漿支護。頂部錨桿采用φ22mm×1800mm的Q235型圓鋼低強度錨桿，間距0.5m，排距0.7m。

錨索采用采φ28mm的鉆孔，φ18mm×5mm，使用φ26mm的樹脂藥卷全長錨固。

墻體采用雙墻支護，內料石墻0.3m厚×1.5m深，外墻采用混凝土墻體0.5m厚×1.5m高。

反拱采用缺圓弧拱石子混凝土支護，內拱高0.35m，外拱高0.95m，厚度0.6m。內設φ25mm舊鋼絲繩6m長×3根/m作為墻及反拱骨科，最后通過自制無縫注漿錨桿(2m長×φ26mm)對巷道兩幫及底板兩角進行注漿，注漿液采用ZKD高水速凝材料注漿加固。

3.2 在多斷層構造地帶采用支護方式

樹脂錨桿+金屬網+錨索+全封閉U型鋼梁+底拱+注漿支護。

4 先進性要點

(1)采用錨桿、錨索及時支護，可以將下部不穩定的巖石懸吊到上部穩定的巖層中，施加預應力，主動支護圍巖，因而可以保證頂板的穩定。

(2)采用雙墻支護是充分利用了頂板的穩定性，對兩幫進行加固，可以保證兩幫的穩定，防止兩幫變形，采用全封閉U型鋼支護，主要是控制兩幫變形和底鼓。

(3)采用地拱(混凝土)，封閉巷道，主要是提高巷道的整體支護能力。

(4)最后通過注射ZKD高水速凝材料，可以有效地控制幫和底角塑性區的發展，從而達到抑制兩幫的變形和底鼓。

(5)實現了錨桿、錨索、鉆孔、攪拌安裝一體化，大大減輕了工人的勞動強度，

(6)在施工中進行礦壓觀測和支護監測，對反饋過來的信息進行科學分析，來判斷巷道圍巖是否穩定以及是否需要采取加強支護措施，以保證施工和生產的安全。

5 實際應用效果及推廣應用情況

通過近兩年的觀測，巷道成形良好，沒有發生較大的變形，期間該巷道又經歷了14071、14101工作面的兩次動壓回采，成功地實現了預期設計目標，獲得了顯著的經濟效益。

針對不同地質構造的巷道，采用了不同的特殊支護方式，成功地制約了14采區軌道下山200多米的巷道圍巖變形，這種特殊支護技術適用于受采動影響高應力區，極破碎圍巖巷道的掘進及修復施工，解決了在特困難圍巖條件下巷道施工的難題，無疑在支護改革上，是一個創舉，它的錨桿支護監測系統，科學合理，為設計施工的本質安全化打下了基礎，另外錨桿、錨索的鉆孔、攪拌、安裝一體化技術，減輕了工人的勞動強度，施工快捷，而且施工質量得到了保證，成本相對較低，支護周期等優點，具有很好的推廣價值。

參考文獻

1]陳錦桂，噴錨砼在高層建筑深基坑邊坡支護的應用[J].化學施工技術，1998，(3).

[2]張旭輝，錨管樁復合土釘支護構造與穩定性分析[J].建筑施工，2003，(25).