鶴煤中泰礦業復雜地質條件下軟巖巷道掘進支護方案

韓順風

(鶴壁煤業(集團)有限責任公司安全監察局)

在巖石巷道掘進過程中，復雜地質條件的存在在很大程度上影響了巷道掘進效率[1-3]。本研究以鶴煤中泰礦業3309底抽巷(二)為例，對巷道掘進支護技術方案進行設計和實踐。

1 工程概況

3309底抽巷(二)位于鶴煤中泰礦業三三采區，是3309綜放工作面的1條底抽巷。該巷道設計長度為1 179 m，掘進段地質條件較復雜。巷道地表屬丘陵地貌，有中賀駝和馬家窯村莊，巷道地面標高177.2～217.7 m，巷道底板標高-314.2～-448.5 m。該工作面上覆煤層為古生界二疊系山西組二1煤層，為中泰礦的主要可采煤層，區內地層產狀走向95°～230°，傾向5°～320°，傾角4°～17°。C3L8石灰巖含水層為掘進期間的間接充水含水層，位于二1煤層下方36～40 m，該含水層平均厚4.5 m，屬巖溶裂隙水，補給條件差。C3L2石灰巖富水性不均，據以往揭露情況分析，多為巖溶裂隙或斷層裂隙突水。

2 掘進技術方案

2.1 掘進方式

3309底抽巷(二)巷道設計布置于C3L9石灰巖下的砂質泥巖和中粒砂巖層中，以C3L9石灰巖或其上的中粒砂巖為頂板。采用鉆眼爆破法破巖，炮眼深度1.6 m。正常爆破時采用菱形掏槽法，裝藥采用連續正向裝藥，采用串聯聯線，分次爆破方式(一般為2或3次)。當巷道圍巖松軟、破碎時，周邊眼與巷道輪廓的間距應加大，同時減少炮眼裝藥量，爆破后施工單位采用風鎬或手鎬刷幫方式將幫部刷至設計尺寸，確保巷道成型達到要求。

2.2 支護方式

2.2.1 主 巷

巷道形狀為半圓拱形斷面，規格為4 200 mm×3 500mm(寬×高)，設計采用錨網噴+錨索梁聯合支護方案(圖1)[4-6]。巷道均采用規格為4 200 mm×3 500 mm(寬×高)的錨網(半圓拱形斷面)支護。錨桿采用φ20 mm×2100 mm金屬螺紋錨桿，間距×排距為700 mm×700 mm；采用K2850樹脂藥卷全長錨固，錨固劑規格為φ28 mm×500 mm；鋪單層鋼筋背網，鋼筋背網規格為φ6 mm，1 500 mm×900 mm(長×寬)，眼孔邊長80 mm見方；鋼筋背網采用拉握方式連接，須實現扣扣相連；全斷面噴漿厚度為100 mm。巷道凈斷面面積為10.71 m2。

2.2.2 車 場

巷道形狀為半圓拱形斷面，設計斷面參數為4 600 m×3 500 mm(寬×高)。巷道均采用4 600 mm×3 500 mm(寬×高)的錨網(半圓拱形斷面)+錨索梁進行聯合支護(圖2)。錨桿采用φ20mm×2 100 mm 的金屬螺紋錨桿，間距×排距為650 mm×650 mm；采用K2850樹脂藥卷全長錨固，錨固劑規格為φ28mm×500 mm；鋪單層鋼筋背網，鋼筋背網規格為φ6 mm，1 500 mm×900 mm(長×寬)，眼孔邊長80 mm 見方，鋪設鋼筋背網時采用拉握方式，須確保扣扣相連；全斷面噴漿厚度為100 mm。錨索梁采用11#廢舊礦工鋼加工，長2 m、梁端距1.2 m，錨索孔中心距梁端200 mm，錨索孔直徑22 mm，錨索規格φ17.8mm×6 000 mm，間距×排距為2 100 mm×1 600 mm。巷道凈斷面面積為13.83 m2。

圖1 主巷支護斷面示意(單位：mm)

2.2.3 加強支護

在巷道開口、拐彎、變坡、斷層破碎帶10 m范圍內采用錨索梁加強支護，錨索梁采用11#廢舊礦工鋼加工，長2 m、梁端距1.2 m，錨索孔中心距梁端200 mm，錨索孔直徑22 mm，錨索規格φ17.8 mm×6 000 mm，間距×排距為2 100 mm×1 600 mm[7-8]。

3 結 語

對鶴煤中泰礦業3309底抽巷(二)掘進支護方案進行了設計，采用鉆爆法進行施工，并對巷道斷面采用錨網噴+錨索梁的聯合支護方案進行加固。巷道圍巖監測表明：前14 d內巷道圍巖變形較嚴重，隨著時間推移，巷道變形趨于穩定，特別是在第14 d以后，巷道變形較小，巷道兩幫的變形速度一般為3～4 mm/d，底板變形速度一般為5～8 mm/d。

圖2 車場支護斷面示意(單位：mm)