雞西礦區雙河礦尾巷與杏花礦支護設計

馬成民

摘 要：隨著采深的逐年增加，深部開采過程中巷幫側壓普遍較大，雙河煤礦新區3#層受采深及深部礦山壓力顯現的影響，煤（巖）體破碎、松散，特別是在掘進施工巷道時，巷道片幫嚴重、兩幫位移量明顯，傳統普通錨桿（玻璃鋼幫錨桿）支護無法滿足巷幫支護的需求。雙河煤礦新區3#層生產過程中每月二次成巷恢復工程量平均為400米，累計全年恢復工程量可達5000米，生產過程中掘進準備巷工程量大幅度增加，致使采煤工作面接續緊張。本節以雙河煤礦為例，提出在破碎嚴重區域巷道采用注漿支護方式，并分析其經濟效益。

關鍵詞：深部 支護 片幫

一、支護方式優化

松散破碎范圍較大的圍巖，采用普通錨桿支護不能有效發揮其錨固作用，在此類巷道支護過程中，采用中空玻璃鋼注漿錨桿，通過注漿使破碎圍巖體形成穩定的承載結構，加固破碎圍巖體，為錨桿支護提供著力點。注漿參數和注漿工藝如下。

1、注漿參數

①注漿壓力：一般情況下控制在1.5MPa以內，最大不超過3.0MPa，注漿過程中由低到高緩慢升壓，以確保漿液能有效滲透到圍巖裂隙中去，當注漿壓力達到1.5MPa時，停止注漿，如果注漿壓力低于1MPa，并且仍能進漿說明裂隙仍未完全充實，應繼續升壓到1.5MPa。

②注漿量：由于圍巖裂隙存在一定的差異性，每一個注漿孔的孔注漿量一般控制在50～100kg水泥，倘若注漿量增大，說明圍巖破碎的裂隙過大或可能漿液沿某一通道流失，不能達到加固圍巖的作用，應停止注漿，待查明原因后再次注漿。

③擴散范圍：漿液的擴散范圍與漿液濃度、破碎圍巖裂隙大小、注漿壓力有關，合理的注漿擴散半徑一般在1.0～2.0m左右，擴散范圍過大會增加注漿量，造成浪費。

④注漿時間：注漿時間應在滿足注漿量、注漿壓力、擴散范圍的前提下適當調整。如果破碎圍巖裂隙發育、漿液量較大、壓力較高、擴散效果明顯，可以縮短注漿時間；反之適當延長注漿時間。

2、注漿工藝

（1） 玻璃鋼纖維中空錨桿注漿施工工藝

①鉆孔：采用鑿巖機或其它鉆眼設備開鑿鉆孔；

②安裝錨桿：將注漿錨桿送至鉆孔底部；

③封孔止漿：用橡膠塞或黃麻等封孔、止漿；

④注漿：注漿管路和注漿錨桿連接好后，開始注漿，每個注漿孔注漿時間一般控制在3～5分鐘，可選擇多個注漿孔同時注漿，從下至上對稱注漿，最后注頂孔；

⑤安設錨桿托盤：拆下孔口閥門，安設托盤，上緊螺母。

（2）注漿施工工藝

①運料與拌漿：水泥與水需按一定的水灰比攪拌成水泥漿，確保注漿過程中不發生堵塞，根據實際情況適時調整漿液參數。

②注漿泵的控制：觀察注漿情況，即時開、停注漿泵，觀察注漿泵的注漿壓力變化情況，避免發生堵塞、崩管。

③孔口管路連接：觀察前方注漿情況，時刻檢查是否發生漏漿、堵管等情況，并控制注漿壓力及注漿量，及時清洗注漿閥門。

二、解決的關鍵問題

1.通過破碎圍巖巷道的注漿施工工藝，可有效控制破碎圍巖范圍內的大變形問題。

2.在淋水區域，施工過程中選用玻璃鋼纖維中空注漿錨桿避免發生桿體腐蝕現象，有效的提高了支護的效果。

3.減少了巷道的返修時間與成本，減輕工人的勞動強度。

三、應用效果

施工工程量：長150m，寬4.0m，高3.5m。開掘巷道時，采用第一排全程錨桿支護兩幫，下三排采用玻璃鋼錨桿，使用金屬網全封閉巷道。

隨著巷道開掘，兩幫壓力顯現，兩幫移近量增大，使得巷道有效斷面不能滿足正常生產。通過支護方式優化，在右二路下延巷及上部機軌合一巷，采用玻璃鋼纖維中空注漿錨桿，控制巷道兩幫的移近量。初期開掘巷道時使用中空注漿錨桿，兩幫移近量在允許范圍內，避免巷道二次開幫。

四、杏花礦極近距離煤層回采巷道支護

解決的關鍵問題：

1、通過優化巷道布置減少了巷道圍巖的破壞程度，避免了回采過程中釋放瓦斯頂板的破壞，以達到保證巷道穩定性，以及降低巷道瓦斯濃度的目的。

2、采用內錯式巷道布置、托煤頂送巷，采用錨桿、鋼帶、金屬網、鋼梁木腿棚綜合支護，優化巷道受力狀態，降低巷道應力集中范圍，并且提高支護的整體效果。

3、采高標尺進行控制采高，上下巷設置礦壓觀測點以實時觀測巷道壓力變化情況，在過斷層使用瑞米加固一號，避免巷道圍巖破碎而發生漏頂或冒頂事故。

五、結論

本文以雞西礦區深部回采巷道為工程背景，應用實驗室測試、理論分析、數值模擬和現場礦壓觀測相結合的方法，測試了雞西礦區深部典型礦井圍巖力學參數；結合雞西礦區深部回采巷道頂底板變形及破壞特征，確定了雞西礦區深部回采巷道圍巖穩定性主要影響因素，并提出雞西礦區深部回采巷道圍巖穩定性分類方法；在對巷道圍巖分類的基礎上，提出適合雞西礦區深井支護的合理支護參數，并通過理論分析、數值模擬，分析了雞西礦區深部開采典型礦井圍巖巷道穩定性，提出相應的支護措施應用于工程實際。

參考文獻：

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