軟沿巷道支護方式淺析

摘 要：隨著礦井開采深度的延伸及采動影響，巷道底鼓嚴重，頂板和兩幫來壓明顯，巷道修護頻繁，制約了礦井正常生產。四川威遠集隨著礦井開采深度的延伸及采動影響，巷道底鼓嚴重團敘永煤礦通過對S21絞車道上山巷道破壞原因的分析，采取了一些新的支護方式和新的支護工藝，取得了良好效果。

關鍵詞：軟巖 巷道變形 支護方式

中圖分類號：TU2 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2012）12（c）-0092-01

1 軟巖巷道地質概況

四川威遠集團敘永煤礦屬附和近距離煤層群開采，其中S21絞車上山布置在C20煤層和C19煤層旁邊，間距約25 m，S21絞車道上山巷道主要是由山泥巖或沙質泥巖構成的，蒙脫石和伊利石的含量非常高，屬于極為典型的膨脹性軟巖巷道。自該礦井投入生產以來，該巷道雖然經過多次翻修，但均未起到很好的效果，巷道底鼓量大，變形嚴重等問題依舊十分嚴重。

2 對于造成軟巖巷道破壞的原因的分析

（1）由于圍巖的巖石性質，及其所受的力學性質對圍巖的牢固性和穩定性具有極大的影響，因而主要是由山泥巖或沙質泥巖構成的S21絞車道上山巷道，由于泥巖或沙質泥巖的膨脹性，造成巖體強度十分差，變形非常嚴重；并且由于S21絞車道上山巷道的圍巖的裂隙在隨著地質變化不斷地發育的原因，一部分礦井水通過不斷發育的裂隙逐漸滲透到圍巖深部，致使巖體強度嚴重弱化并引起膨脹，破壞巷道原有支護。（2）該礦屬于附和近距離煤層開采，巷道兩邊布置工作面多，采煤工作面回采期間采動支撐壓力對圍巖破壞有較大影響。（3）巷道支護方式采用注漿固化，工字棚支護，工字鋼結合人工假頂二次支護等，不能適應巷道變形的需要。

3 軟巖巷道的幾種綜合支護方式

依據S21絞車道上山巷道的破壞情況，可以采取以下幾種方式對巷道進行維護。

（1）對于巷道破壞情況較輕，斷面能滿足使用要求的區段，可以采用人工假頂或者錨網支護的方式對巷道進行維護。（2）對于巷道破壞情況較重，但斷面能基本滿足使用要求的區段，可以采用人工假頂和錨噴聯合支護的方式對巷道進行維護。（3）對于巷道破壞情況極重、圍巖壓力明顯、巷道破壞失修嚴重、斷面不能滿足使用要求的區段，可以先在巷道頂部及兩幫噴射混凝土，然后采用高水速凝材料預注漿對巷道破壞巖體進行固化，最后在刷大斷面后采用錨網加網殼進行聯合支護；底板修護可先采用高水速凝材料預注凝進行固化后，采用錨網加澆注混凝土反拱聯合支護。

4 錨注網殼支護工藝

4.1 錨注網殼支護技術工藝過程

錨注網殼支護技術工藝過程可分為：預錨噴—第1次注漿固化—巷道擴刷—錨網支護—網殼支護—噴漿固化—第2次注漿固化等幾個階段。

4.2 注漿固化

根據注漿固化相關理論及礦井的實際情況，列出如下注漿固化相關參數：（1）根據S21絞車上山圍巖遭到破壞的嚴重程度，取1～2 MPa的注漿壓力，注意最高不要超過3 MPa。（2）由于注漿量容易受到裂隙發育程度、圍巖破壞程度、注漿壓力、封孔質量、管路水壓等多種因素的影響，所以在原則上注漿量以注漿一直到注不進去為止。（3）注漿擴散半徑3 m以上；注漿孔深1.5～2 m、封孔長度1.0 m、孔徑42 mm；

（4）需要注意的是注漿孔可以分兩次布置，這樣可以有效地防止注漿之間串漿。第一次排距6 m，第二次在中間打一排，保持排距3 m。（5）漿液的水分比1.2～1.5，采用雙液注漿工藝，分為鉆孔、封孔、制漿、注漿、清洗等5個階段。注漿固化兩個階段工藝過程相同。

4.3 錨桿支護

根據對S21絞車上山圍巖地質狀況的分析來看，可把錨桿支護的參數設為：高強度螺紋鋼錨桿的直徑為20mm，長度為2000 mm，間排距為800 mm，每根錨桿兩支樹脂藥卷為CK2350；錨索長度為6000 mm，每排3根，間排距為2×3.2 m，每孔兩支CK2350藥卷，鋪設金屬平焊網。具體錨桿布置如圖1。

4.4 網殼支護

網殼的結構為雙層雙曲網殼，每付支架由一塊頂網，兩塊側幫網和一塊底網對頭拼裝而成，并且在接頭處安裝一塊40 mm厚的可縮木條，接頭要用螺栓連接，以便施工時可以進行連續安裝。

4.5 噴漿固化

為了達到最佳效果，應該在鋪設網殼支架結束后立刻進行噴漿固化工藝，其中混凝土的配合比為，水泥∶黃沙∶石子=1∶2∶2；厚度，以覆蓋住網殼下旋鋼筋為標準，一般來說厚度范圍在50～150 mm之間。

5 綜合分析

分別在錨注網殼支護巷道、錨注支護巷道和錨網噴巷道等3個位置，設置測點間距為50 m的三個測點，這樣做的目的是為了進一步了解、分析支架的受力狀況及其變形規律，以及在相同的地質條件下不同的支護形式所起到的不同的支護效果。通過對3個測點頂底板位移量等技術參數的比較分析后得出如下結論。

（1）圍巖在采用錨注網殼支護技術前屈服區域較大，而在采用錨注網殼支護技術后，由于巖體內裂隙之間充滿了加固材料，圍巖弱面的強度以及圍巖自身的承載力，得到了增強。

（2）巷道在采用錨注網殼支護技術后，巷道變形量約為采用普通錨網噴支護巷道的變形量的1/2，巷道變形量減少十分明顯。

（3）三種支護形式中，采用錨注網殼支護的強度最大，錨注支護強度次之，普通錨網噴支護強度最小。

6 結論

（1）通過實踐得出，網注網殼支護強度較大，該支護可以有效的增強巷道穩定性，抵御軟巖巷道的膨脹變形，防止圍巖破壞范圍的擴大，較普通錨網噴和一般支護相比明顯的優勢。（2）由于錨注工藝現場操作工序多，材料配置不易掌握，因而錨注工藝比較復雜。另外，錨注工藝的注漿材料成本較高，且施工中注漿材料易隨圍巖裂隙而發生跑漏，容易影響注漿效果。

參考文獻

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