千米深井軟巖巷道治理實踐

張雷

摘 要：朱集西煤礦為皖北煤電公司首個千米深井，巷道受高地應力、構造應力、圍巖巖性及施工等因素影響，巷道底鼓、頂沉、兩幫收斂現象嚴重，圍巖裂隙萌生及擴展較為迅速；在礦井-962m水平軌道石門及西翼11煤軌道大巷運用 “U型棚+注漿”、“組合錨索+深淺孔注漿”等進行聯合補強支護，巷道圍巖治理取得了較好的效果。

關鍵詞：深井 圍巖治理 聯合補強支護

1、概況

朱集西煤礦位于安徽省淮南市賀疃鄉境內，礦井采用立井分水平開拓方式，設主井、副井、矸石井及中央風井4個井筒，一水平標高為-962m。

礦井-962m軌道石門及西翼11煤軌道大巷埋深985m，巷道形式為直墻半圓拱（錨網噴索支護），巷道凈寬為5600mm～5800mm、凈高為4600mmm～4800mm；巷道圍巖巖性主要為泥巖、粉砂巖和細砂巖。泥巖：深灰色，下部含紫紅色花斑，滑面及擦痕發育，上部夾有薄層炭質泥巖，局部粉砂質含量較高，裂隙發育，易碎；粉砂巖：灰色，局部夾薄層細砂巖；細砂巖：灰白色，成分以石英為主，長石次之，局部與粉砂巖、泥巖互層。泥巖的抗壓強度為19～69MPa，屬軟巖。

2、巷道圍巖變形情況

-962m軌道石門及西翼11煤軌道大巷部分巷道底鼓、頂沉、兩幫收斂現象嚴重，圍巖裂隙萌生及擴展較為迅速。根據初步統計，頂底板板移近量最快達35mm/d，底鼓量最大達1100mm，兩幫收斂量最大達1300mm。經分析，初步認為此段巷道主要由于巷道圍巖巖性較差（主要為泥巖），泥巖強度較低，承載性能較差，遇水膨脹、風化，加快了巷道變形速度，對巷道整體破壞較大；其次，由于開采水平較深，地應力顯現較為明顯，對底板支護強度不夠，巷道一旦底鼓，容易致使巷道兩幫收斂，加劇了巷道變形程度。

3、圍巖治理方案

3.1、施工順序

擴刷→錨網噴→套棚及加固→底板治理→注漿。

3.2、主要支護參數

3.2.1、錨網噴參數

對巷道進行擴刷至凈寬×凈高=6200×5300mm，然后進行錨網噴支護，錨桿選用Φ22 L=2800mm高強錨桿，錨桿間排距為700×700mm，噴射強度為C20的混凝土，厚度為70mm（初噴50mm，復噴40mm）。

3.2.2、套棚及加固參數

采用馬蹄形U型棚，U型棚規格為：凈寬×凈高=5600×5000mm，U型棚由5節36U型棚鋼組成，其中墻拱為3節，底為2節，U型棚搭接處采用3道卡纜進行固定，2節U型鋼底梁鋼板連接采用M30×100螺栓固定，每棚4套，并在兩塊鋼板之間增加一規格為：220×220mm，厚度為80mm的木板，36U型鋼地梁安裝前，在底板鋪設一層鋼筋網，鋼筋網選用Φ8鋼筋網，規格為：長×寬=1800×1000mm，墻拱采用錨索配合11#工字鋼進行加固，共計7道，如圖1所示。

3.2.3、底板治理參數

底板治理采用11#工字鋼底梁配合地錨加固，每5棚U型鋼底梁采用四根L=3400mm 11#工字鋼底梁配合8束地錨（每束3根Φ17.8 L=15.5m錨索，錨索長度以深入到底板硬巖1m的要求確定），地錨間排距為1500×2100mm，每束地錨配合一根9m注漿錨桿（3根Φ22 L=3000m中空注漿錨桿），漿液水灰比1～1.2：1，待底板注漿及地錨張拉后對底板鋪設C20混凝土，如圖2所示。

3.2.4、注漿參數

全斷面注漿加固，注漿采用深淺孔相結合，注漿采用先淺后深順序，淺孔注漿錨桿間排距為2000×2000mm，淺孔注漿選用Φ22 L=2500mm的注漿錨桿，漿液水灰比1～1.2：1，淺孔注漿終壓為4Mpa；初次淺孔注漿拉大注漿錨桿排距。深孔注漿孔深為6m，采用Φ22 L=3000mm中空注漿錨桿，間排距為3000×4000mm，漿液水灰比為1.5-1.2：1，深孔注漿終壓為6Mpa。

4、實施效果

通過近半年的現場監測，巷道幫部變形基本控制在30mm左右，巷道底鼓基本控制在50mm左右，控制巷道變形效果比較明顯，基本滿足了礦井安全需要。

5、結論

1、對于深井全斷面軟巖巷道，采用多種聯合補強支護后，控制巷道變形效果比較明顯。

2、采用“組合錨索+深淺孔注漿” 對于底鼓巷道治理效果較好。