巷道支護設計工程實踐

摘要：研究新的支護方法，提高巷道圍巖的安全性很重要。近幾年有些巷道采用錨注（注漿錨桿）支護，效果較好，三區段一巖石集中巷由于之前支護不足，濾到該巷道后期會受到采動影響，因此采用錨注為核心的聯合支護體系進行了補強，并取得了很好的支護效果。

關鍵詞：巖巷支護；錨注支護；支護設計

中圖分類號：TD353 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）16-0091-02

1 工程概況

山西晉煤集團晉圣坡底煤業有限公司位于晉城市西北5km的核桃洼村附近。距晉煤集團約20km。本礦巷道圍巖巖性主要為粉砂巖、泥巖、鋁質泥巖。采區煤巖層總體為單斜構造，三維補勘資料顯示，該采區斷層構造復雜。該巷道后期將受采動影響。巷道設計長度960m，巷道斷面為半圓拱形，凈寬3.6m，凈高2.5m，原設計采用錨網噴支護，錨桿間排距800×800mm，縱橫掛繩，噴層厚100mm。由于該巷道后期會受到采動影響，必須要使得巷道有很好的支護強度，所以對現支護方案進行修改，采用錨注為核心的聯合支護體系。

2 支護機理

（1）巷道掘進過程中，圍巖被破壞，圍巖內會產生大量裂隙甚至松動，使得巷道不穩，容易受到破壞。往圍巖中注入化學漿液，一方面可以將松散破碎的圍巖膠結成整體，提高圍巖強度，另一方面化學漿液可以封堵圍巖中的裂隙，防止裂隙進一步擴展，同時封堵裂隙還可以防止空氣由裂隙進入圍巖中，引起圍巖風化。

（2）錨桿的作用主要是懸吊作用，它可以將巷道周圍的圍巖與更深層的圍巖錨固起來，阻止圍巖的破壞。

（3）注漿在使松散圍巖膠結成整體的同時，也使得巷道各部分圍巖均勻承載載荷，從而可以防止由于受力不均而出現的應力集中現象。

（4）注漿加大了支護結構的斷面尺寸，減小了圍巖在支護結構上產生的彎矩，因此也就降低了支護結構中的拉應力和壓應力，從而降低了支護結構被破壞的可能性。

3 支護方案及參數選擇

3.1 支護方案

三區段巖石集中巷原設計支護參數見表1。

結合目前礦上已給的相關技術資料，以及根據巷道的巖石特征性質，本著盡量不影響巷道的使用壽命的原則，采用錨梁網噴注聯合支護方式。具體支護和相關參數見斷面圖1和表2所示。

說明：（1）圖中除標高以“m”為單位，其余單位均為“mm”；（2）錨桿托盤為100×100×10mm的鐵托盤，錨索托盤為300×300×20mm的鋼托盤；（3）錨索直徑為15.24mm，排距為2000mm，間距為1600mm；錨索長度為6300mm，鉆孔深度為6000mm，錨索外露長度為300mm，錨固長度≥1200mm，安裝預緊力≥60kN；（4）錨桿桿體鋼筋為圓鋼，直徑為18mm，L=1800mm，錨固長度≥900mm，錨固力≥110kN，安裝預緊力≥60N.m，錨桿外露長度為100～150mm；（5）錨噴支護須鋪設菱形金屬網，混凝土強度等級為C20。

該區段構造較復雜，巷道施工過程中若出現穿層及圍巖破碎帶時應加強支護。巷道補強支護設計采用錨注噴聯合支護，采用型號M27L2000mm注漿錨桿錨注補強支護，型鋼排距為600mm，注漿錨桿間排距為1200×1200mm。

3.2 主要注漿參數

要想注漿達到預期的支護效果，合理的注漿參數非常重要。注漿參數主要包括注漿材料、注漿量、注漿壓力和注漿時間。

（1）注漿材料的配制。要進行注漿加固，首先要有合適的注漿材料。注漿材料的力學性質、質量、流動性等特點將在很大程度上影響支護效果。另外漿液的成本和用量也是必須考慮的因素，因為它直接決定著支護成本。因此，在選擇注漿材料時，重點要從支護效果和成本兩個方面加以考慮，選擇最合理的注漿材料。具體地講，可以按照下述原則進行選擇：良好的流動性；易于調配；漿液的結石體最終強度高；漿液成本較低；漿液結石率高，與巖體具有良好的粘附性；對人體無毒害作用或者毒害作用非常小；性質穩定。

綜合考慮以上原則，決定采用普通硅酸鹽水泥加添加劑再加水制成主將材料，水泥采用425#普通硅酸鹽水泥，添加劑采用ACZ-1型水泥添加劑，添加劑用量為水泥重量的4%～6%。漿液水灰比為0.7∶1～1∶1，

（2）注漿壓力。注漿壓力主要是根據以往經驗確定，一般在2.0～3.0MPa之間。

（3）注漿量。注漿量是一個十分重要的注漿參數，注漿量太少，膠結和密封裂隙的效果都不好，達不到預期的支護效果；注漿量太大，又會造成浪費，增加成本。不同的巷道，其圍巖破壞程度不同，裂隙發育也不同，吸漿量會有很大差異，在注漿施工過程中，為控制合理的注漿量，對于單孔而言，首先可以根據相鄰鉆孔的跑漿量來估算本鉆孔的需漿量，然后在注漿時，再參考注漿泵的壓力來控制注漿量，當圍巖內泵壓達到3.0MPa時應停止注漿。為保證注漿質量，可以進行插孔復注。根據近幾年注漿實踐，每孔注漿量不超過150千克水泥配制的漿液量。

（4）注漿時間。除了以上三個方面以外，對注漿時間也有一定的要求。注漿時間過長，漿液擴散范圍太大，造成跑漏現象，會浪費漿液，增加成本。根據以往經驗，單孔注漿時間以3～5min為宜。

4 施工工藝

注漿施工流程主要包括拌漿和注漿泵的控制兩個方面：

4.1 拌漿

拌漿即將水泥、添加劑和水按規定配比混合，攪拌均勻得水泥漿，另外，為防止注漿過程中不發生吸漿籠頭堵塞等現象，需要在注漿前加入一定量的增塑劑。

4.2 注漿泵的控制

在注漿過程中，要注意觀察巷道內的情況，防止發生漏漿、堵漿等事故，當注漿量達到要求時及時關閉注漿泵，停止注漿。同時要注意觀察注漿泵的注漿壓力，當注漿壓力過大，超過3.0MPa時，關閉注漿泵，查找原因，解決后再繼續注漿，防止發生堵塞崩管現象。

5 結語

隨著采掘深度的不斷加大，深部巷道所處的地質力學環境越來越復雜，其支護難度也越來越大。該支護技術在實際工程中得到應用，取得了良好的支護效果。表明該支護技術是巷道穩定性控制的一種科學合理、行之有效的技術，可為同類巷道的支護提供借鑒和參考。

參考文獻

[1] 張農，袁亮.離層破碎型煤巷頂板的控制原理[J].采礦與安全工程學報，2006，23（1）：34-38.

[2] 袁亮.深井巷道圍巖控制理論及淮南礦區工程實踐[M].北京：煤炭工業出版社，2006.

[3] 袁亮.淮南礦區煤巷穩定性分類及工程對策[J].巖石力學與工程學報，2004，23（5）：4790-4794.

[4] 陳慶敏，郭頌，張農.煤巷錨桿支護新理論與設計方法[J]，礦山壓力與頂板管理，2002，19（1）：12-15.

作者簡介：邢海軍（1971—），男，山西晉煤集團晉圣坡底煤業有限公司總工程師，研究方向：煤田地質勘查。endprint

摘要：研究新的支護方法，提高巷道圍巖的安全性很重要。近幾年有些巷道采用錨注（注漿錨桿）支護，效果較好，三區段一巖石集中巷由于之前支護不足，濾到該巷道后期會受到采動影響，因此采用錨注為核心的聯合支護體系進行了補強，并取得了很好的支護效果。

關鍵詞：巖巷支護；錨注支護；支護設計

中圖分類號：TD353 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）16-0091-02

1 工程概況

山西晉煤集團晉圣坡底煤業有限公司位于晉城市西北5km的核桃洼村附近。距晉煤集團約20km。本礦巷道圍巖巖性主要為粉砂巖、泥巖、鋁質泥巖。采區煤巖層總體為單斜構造，三維補勘資料顯示，該采區斷層構造復雜。該巷道后期將受采動影響。巷道設計長度960m，巷道斷面為半圓拱形，凈寬3.6m，凈高2.5m，原設計采用錨網噴支護，錨桿間排距800×800mm，縱橫掛繩，噴層厚100mm。由于該巷道后期會受到采動影響，必須要使得巷道有很好的支護強度，所以對現支護方案進行修改，采用錨注為核心的聯合支護體系。

2 支護機理

（1）巷道掘進過程中，圍巖被破壞，圍巖內會產生大量裂隙甚至松動，使得巷道不穩，容易受到破壞。往圍巖中注入化學漿液，一方面可以將松散破碎的圍巖膠結成整體，提高圍巖強度，另一方面化學漿液可以封堵圍巖中的裂隙，防止裂隙進一步擴展，同時封堵裂隙還可以防止空氣由裂隙進入圍巖中，引起圍巖風化。

（2）錨桿的作用主要是懸吊作用，它可以將巷道周圍的圍巖與更深層的圍巖錨固起來，阻止圍巖的破壞。

（3）注漿在使松散圍巖膠結成整體的同時，也使得巷道各部分圍巖均勻承載載荷，從而可以防止由于受力不均而出現的應力集中現象。

（4）注漿加大了支護結構的斷面尺寸，減小了圍巖在支護結構上產生的彎矩，因此也就降低了支護結構中的拉應力和壓應力，從而降低了支護結構被破壞的可能性。

3 支護方案及參數選擇

3.1 支護方案

三區段巖石集中巷原設計支護參數見表1。

結合目前礦上已給的相關技術資料，以及根據巷道的巖石特征性質，本著盡量不影響巷道的使用壽命的原則，采用錨梁網噴注聯合支護方式。具體支護和相關參數見斷面圖1和表2所示。

說明：（1）圖中除標高以“m”為單位，其余單位均為“mm”；（2）錨桿托盤為100×100×10mm的鐵托盤，錨索托盤為300×300×20mm的鋼托盤；（3）錨索直徑為15.24mm，排距為2000mm，間距為1600mm；錨索長度為6300mm，鉆孔深度為6000mm，錨索外露長度為300mm，錨固長度≥1200mm，安裝預緊力≥60kN；（4）錨桿桿體鋼筋為圓鋼，直徑為18mm，L=1800mm，錨固長度≥900mm，錨固力≥110kN，安裝預緊力≥60N.m，錨桿外露長度為100～150mm；（5）錨噴支護須鋪設菱形金屬網，混凝土強度等級為C20。

該區段構造較復雜，巷道施工過程中若出現穿層及圍巖破碎帶時應加強支護。巷道補強支護設計采用錨注噴聯合支護，采用型號M27L2000mm注漿錨桿錨注補強支護，型鋼排距為600mm，注漿錨桿間排距為1200×1200mm。

3.2 主要注漿參數

要想注漿達到預期的支護效果，合理的注漿參數非常重要。注漿參數主要包括注漿材料、注漿量、注漿壓力和注漿時間。

（1）注漿材料的配制。要進行注漿加固，首先要有合適的注漿材料。注漿材料的力學性質、質量、流動性等特點將在很大程度上影響支護效果。另外漿液的成本和用量也是必須考慮的因素，因為它直接決定著支護成本。因此，在選擇注漿材料時，重點要從支護效果和成本兩個方面加以考慮，選擇最合理的注漿材料。具體地講，可以按照下述原則進行選擇：良好的流動性；易于調配；漿液的結石體最終強度高；漿液成本較低；漿液結石率高，與巖體具有良好的粘附性；對人體無毒害作用或者毒害作用非常小；性質穩定。

綜合考慮以上原則，決定采用普通硅酸鹽水泥加添加劑再加水制成主將材料，水泥采用425#普通硅酸鹽水泥，添加劑采用ACZ-1型水泥添加劑，添加劑用量為水泥重量的4%～6%。漿液水灰比為0.7∶1～1∶1，

（2）注漿壓力。注漿壓力主要是根據以往經驗確定，一般在2.0～3.0MPa之間。

（3）注漿量。注漿量是一個十分重要的注漿參數，注漿量太少，膠結和密封裂隙的效果都不好，達不到預期的支護效果；注漿量太大，又會造成浪費，增加成本。不同的巷道，其圍巖破壞程度不同，裂隙發育也不同，吸漿量會有很大差異，在注漿施工過程中，為控制合理的注漿量，對于單孔而言，首先可以根據相鄰鉆孔的跑漿量來估算本鉆孔的需漿量，然后在注漿時，再參考注漿泵的壓力來控制注漿量，當圍巖內泵壓達到3.0MPa時應停止注漿。為保證注漿質量，可以進行插孔復注。根據近幾年注漿實踐，每孔注漿量不超過150千克水泥配制的漿液量。

（4）注漿時間。除了以上三個方面以外，對注漿時間也有一定的要求。注漿時間過長，漿液擴散范圍太大，造成跑漏現象，會浪費漿液，增加成本。根據以往經驗，單孔注漿時間以3～5min為宜。

4 施工工藝

注漿施工流程主要包括拌漿和注漿泵的控制兩個方面：

4.1 拌漿

拌漿即將水泥、添加劑和水按規定配比混合，攪拌均勻得水泥漿，另外，為防止注漿過程中不發生吸漿籠頭堵塞等現象，需要在注漿前加入一定量的增塑劑。

4.2 注漿泵的控制

在注漿過程中，要注意觀察巷道內的情況，防止發生漏漿、堵漿等事故，當注漿量達到要求時及時關閉注漿泵，停止注漿。同時要注意觀察注漿泵的注漿壓力，當注漿壓力過大，超過3.0MPa時，關閉注漿泵，查找原因，解決后再繼續注漿，防止發生堵塞崩管現象。

5 結語

隨著采掘深度的不斷加大，深部巷道所處的地質力學環境越來越復雜，其支護難度也越來越大。該支護技術在實際工程中得到應用，取得了良好的支護效果。表明該支護技術是巷道穩定性控制的一種科學合理、行之有效的技術，可為同類巷道的支護提供借鑒和參考。

參考文獻

[1] 張農，袁亮.離層破碎型煤巷頂板的控制原理[J].采礦與安全工程學報，2006，23（1）：34-38.

[2] 袁亮.深井巷道圍巖控制理論及淮南礦區工程實踐[M].北京：煤炭工業出版社，2006.

[3] 袁亮.淮南礦區煤巷穩定性分類及工程對策[J].巖石力學與工程學報，2004，23（5）：4790-4794.

[4] 陳慶敏，郭頌，張農.煤巷錨桿支護新理論與設計方法[J]，礦山壓力與頂板管理，2002，19（1）：12-15.

作者簡介：邢海軍（1971—），男，山西晉煤集團晉圣坡底煤業有限公司總工程師，研究方向：煤田地質勘查。endprint

摘要：研究新的支護方法，提高巷道圍巖的安全性很重要。近幾年有些巷道采用錨注（注漿錨桿）支護，效果較好，三區段一巖石集中巷由于之前支護不足，濾到該巷道后期會受到采動影響，因此采用錨注為核心的聯合支護體系進行了補強，并取得了很好的支護效果。

關鍵詞：巖巷支護；錨注支護；支護設計

中圖分類號：TD353 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）16-0091-02

1 工程概況

山西晉煤集團晉圣坡底煤業有限公司位于晉城市西北5km的核桃洼村附近。距晉煤集團約20km。本礦巷道圍巖巖性主要為粉砂巖、泥巖、鋁質泥巖。采區煤巖層總體為單斜構造，三維補勘資料顯示，該采區斷層構造復雜。該巷道后期將受采動影響。巷道設計長度960m，巷道斷面為半圓拱形，凈寬3.6m，凈高2.5m，原設計采用錨網噴支護，錨桿間排距800×800mm，縱橫掛繩，噴層厚100mm。由于該巷道后期會受到采動影響，必須要使得巷道有很好的支護強度，所以對現支護方案進行修改，采用錨注為核心的聯合支護體系。

2 支護機理

（1）巷道掘進過程中，圍巖被破壞，圍巖內會產生大量裂隙甚至松動，使得巷道不穩，容易受到破壞。往圍巖中注入化學漿液，一方面可以將松散破碎的圍巖膠結成整體，提高圍巖強度，另一方面化學漿液可以封堵圍巖中的裂隙，防止裂隙進一步擴展，同時封堵裂隙還可以防止空氣由裂隙進入圍巖中，引起圍巖風化。

（2）錨桿的作用主要是懸吊作用，它可以將巷道周圍的圍巖與更深層的圍巖錨固起來，阻止圍巖的破壞。

（3）注漿在使松散圍巖膠結成整體的同時，也使得巷道各部分圍巖均勻承載載荷，從而可以防止由于受力不均而出現的應力集中現象。

（4）注漿加大了支護結構的斷面尺寸，減小了圍巖在支護結構上產生的彎矩，因此也就降低了支護結構中的拉應力和壓應力，從而降低了支護結構被破壞的可能性。

3 支護方案及參數選擇

3.1 支護方案

三區段巖石集中巷原設計支護參數見表1。

結合目前礦上已給的相關技術資料，以及根據巷道的巖石特征性質，本著盡量不影響巷道的使用壽命的原則，采用錨梁網噴注聯合支護方式。具體支護和相關參數見斷面圖1和表2所示。

說明：（1）圖中除標高以“m”為單位，其余單位均為“mm”；（2）錨桿托盤為100×100×10mm的鐵托盤，錨索托盤為300×300×20mm的鋼托盤；（3）錨索直徑為15.24mm，排距為2000mm，間距為1600mm；錨索長度為6300mm，鉆孔深度為6000mm，錨索外露長度為300mm，錨固長度≥1200mm，安裝預緊力≥60kN；（4）錨桿桿體鋼筋為圓鋼，直徑為18mm，L=1800mm，錨固長度≥900mm，錨固力≥110kN，安裝預緊力≥60N.m，錨桿外露長度為100～150mm；（5）錨噴支護須鋪設菱形金屬網，混凝土強度等級為C20。

該區段構造較復雜，巷道施工過程中若出現穿層及圍巖破碎帶時應加強支護。巷道補強支護設計采用錨注噴聯合支護，采用型號M27L2000mm注漿錨桿錨注補強支護，型鋼排距為600mm，注漿錨桿間排距為1200×1200mm。

3.2 主要注漿參數

要想注漿達到預期的支護效果，合理的注漿參數非常重要。注漿參數主要包括注漿材料、注漿量、注漿壓力和注漿時間。

（1）注漿材料的配制。要進行注漿加固，首先要有合適的注漿材料。注漿材料的力學性質、質量、流動性等特點將在很大程度上影響支護效果。另外漿液的成本和用量也是必須考慮的因素，因為它直接決定著支護成本。因此，在選擇注漿材料時，重點要從支護效果和成本兩個方面加以考慮，選擇最合理的注漿材料。具體地講，可以按照下述原則進行選擇：良好的流動性；易于調配；漿液的結石體最終強度高；漿液成本較低；漿液結石率高，與巖體具有良好的粘附性；對人體無毒害作用或者毒害作用非常小；性質穩定。

綜合考慮以上原則，決定采用普通硅酸鹽水泥加添加劑再加水制成主將材料，水泥采用425#普通硅酸鹽水泥，添加劑采用ACZ-1型水泥添加劑，添加劑用量為水泥重量的4%～6%。漿液水灰比為0.7∶1～1∶1，

（2）注漿壓力。注漿壓力主要是根據以往經驗確定，一般在2.0～3.0MPa之間。

（3）注漿量。注漿量是一個十分重要的注漿參數，注漿量太少，膠結和密封裂隙的效果都不好，達不到預期的支護效果；注漿量太大，又會造成浪費，增加成本。不同的巷道，其圍巖破壞程度不同，裂隙發育也不同，吸漿量會有很大差異，在注漿施工過程中，為控制合理的注漿量，對于單孔而言，首先可以根據相鄰鉆孔的跑漿量來估算本鉆孔的需漿量，然后在注漿時，再參考注漿泵的壓力來控制注漿量，當圍巖內泵壓達到3.0MPa時應停止注漿。為保證注漿質量，可以進行插孔復注。根據近幾年注漿實踐，每孔注漿量不超過150千克水泥配制的漿液量。

（4）注漿時間。除了以上三個方面以外，對注漿時間也有一定的要求。注漿時間過長，漿液擴散范圍太大，造成跑漏現象，會浪費漿液，增加成本。根據以往經驗，單孔注漿時間以3～5min為宜。

4 施工工藝

注漿施工流程主要包括拌漿和注漿泵的控制兩個方面：

4.1 拌漿

拌漿即將水泥、添加劑和水按規定配比混合，攪拌均勻得水泥漿，另外，為防止注漿過程中不發生吸漿籠頭堵塞等現象，需要在注漿前加入一定量的增塑劑。

4.2 注漿泵的控制

在注漿過程中，要注意觀察巷道內的情況，防止發生漏漿、堵漿等事故，當注漿量達到要求時及時關閉注漿泵，停止注漿。同時要注意觀察注漿泵的注漿壓力，當注漿壓力過大，超過3.0MPa時，關閉注漿泵，查找原因，解決后再繼續注漿，防止發生堵塞崩管現象。

5 結語

隨著采掘深度的不斷加大，深部巷道所處的地質力學環境越來越復雜，其支護難度也越來越大。該支護技術在實際工程中得到應用，取得了良好的支護效果。表明該支護技術是巷道穩定性控制的一種科學合理、行之有效的技術，可為同類巷道的支護提供借鑒和參考。

參考文獻

[1] 張農，袁亮.離層破碎型煤巷頂板的控制原理[J].采礦與安全工程學報，2006，23（1）：34-38.

[2] 袁亮.深井巷道圍巖控制理論及淮南礦區工程實踐[M].北京：煤炭工業出版社，2006.

[3] 袁亮.淮南礦區煤巷穩定性分類及工程對策[J].巖石力學與工程學報，2004，23（5）：4790-4794.

[4] 陳慶敏，郭頌，張農.煤巷錨桿支護新理論與設計方法[J]，礦山壓力與頂板管理，2002，19（1）：12-15.

作者簡介：邢海軍（1971—），男，山西晉煤集團晉圣坡底煤業有限公司總工程師，研究方向：煤田地質勘查。endprint