趙熠明

（晉煤集團寺河煤礦， 山西 晉城 048019）

長期以來，控制巷道底鼓一直是礦井維護的重大問題之一[1]。隨著開采深部增加，地質構造更為復雜，巷道底鼓越來越多，給生產和安全帶來了以下問題：底鼓造成運輸軌道隆起，給運輸帶來安全隱患；底鼓造成巷道通風斷面縮小，風阻增加，風速時常超限，嚴重影響通風安全；底鼓造成巷道維護消耗大量人、財、物；底鼓造成巷道支架失穩[2-6]。為此，研究解決回采巷道底鼓影響安全生產問題成為現有巷道支護進行補充完善的一項很重要的工作。

1 工程概況

古書院礦15 號煤層頂板巖性為中砂巖、砂質泥巖、粉砂巖，平均厚度3.35 m；底板為泥巖、砂質泥巖、炭質泥巖，平均厚度3.30 m。西二盤區軌道石門設計長度約300 m，頂部沿15 號煤層頂板掘進，底部留有2.5～2.8 m 的底煤，巷道斷面形狀為矩形，掘寬5.2 m，掘高4.2 m，S掘=21.84 m2；凈寬5 m，凈高4 m，S凈=20 m2，設計支護形式為錨網噴。且該掘進段內地質構造極為復雜，斷層較多，因此給巷道的支護帶來了非常大的困難，尤其是巷道底鼓非常嚴重。到現在為止，巷道不同程度出現底鼓、兩幫向外鼓出、頂板變形及下沉現象，且有繼續擴大的趨勢，其中220～250 m 段內頂板鋼帶出現擠壓折斷現象，并且頂板在靠近巷幫位置，出現了“臺階”式下沉現象。嚴重的影響了巷道的安全運輸，進而影響了整個礦井的生產。

2 施工方案

軟巖巷道圍巖變形持續時間較長，巷道擴刷、臥底后巷道圍巖更加破碎，圍巖松動圈發育范圍會進一步擴大。根據西二盤區軌道石門圍巖巖性特征及變形特點，以及參考其他礦井治理經驗，采用補強巷道支護、加固兩幫會對底鼓有較好的控制作用。但傳統的錨桿補強支護方式很難有效、長久的控制巷道變形，需采用主動+被動支護相結合的方式來控制回風下山底鼓、頂板下沉。計劃采用以下幾種措施來進行治理。

2.1 方案的提出

1）錨索的作用。錨索的作用等同于錨桿，其作用有：懸吊作用；組合梁作用；擠壓固拱作用。

2）注漿的作用。注漿可改善巖石的松散結構，填充巖石裂隙，提高巖體強度。

3）錨注的作用。從錨索的作用中可以看出，對于在巷道底板上施工錨索，就是利用了錨索的組合梁的作用，錨索可以使巷道底板組合成一個整體，從而提高了巷道底板的整體性，增強其抗壓性能。該巷道的掘進區段巖體比較破碎，因此注漿可以改善巖體的松散結構，使其成為比較密實的巖體。因此錨索+注漿支護就形成了一種有效組合梁，即錨索組合梁，漿液擴散加固梁，從而提高了結構的整體性和承載能力。

2.2 方案的確定

首先對底鼓段進行臥底，臥至設計尺寸后，用架柱支撐式地錨鉆機打孔，孔徑Φ75 mm，孔深7 m；然后注入錨索和錨注管，錨索規格Φ22 mm×6 200 mm；錨注管規格Φ26.75 mm×3.25 mm×2 m，錨注管末端1 m 為花管；最后進行注漿，張拉錨索并加固。

3 施工工藝和方法

3.1 施工工藝

臥底—底板淺部注漿—（注漿24 h 后）打錨索孔—安裝錨索、錨注管—封孔—深孔注漿—張拉錨索。

3.2 施工方法

3.2.1 臥底

由測量部門提前給出腰線控制點，然后根據該控制點對巷道底板進行臥底。臥至設計深度后，在巷道底板垂直于巷道走向沿著施工鉆孔線臥一施工溝槽，溝槽規格：寬×深=400 mm×300 mm

3.2.2 底板淺部注漿

由于巷道底板巖體破碎，為防止打底板錨索孔時塌孔，因此對巷道底板先行注漿。每排布置3 個淺孔，沿巷道中心線布置1 排孔，兩邊分中各布置1 排孔，間排距1 400 mm，孔深2 m，孔徑Φ42 mm，淺孔注漿管規格：4 分注漿管，長1 000 mm，淺孔封孔采用棉紗和樹脂藥卷封孔，注漿壓力2～3 MPa，穩定時間3～5 min。淺孔平面布置圖如圖1 所示。

3.2.3 錨索、注漿鉆孔

待淺孔注漿24 h 后，用架柱式地錨機打錨索孔。每排布置3 個孔，沿巷道中心線布置一排，兩邊分中各布置一排，孔間排距2 000 mm×2 000 mm，孔深7 m，孔徑Φ75 mm。深孔錨索注漿鉆孔布置平面圖如圖2 所示。

圖1 淺孔布置平面圖（mm）

圖2 深孔錨索注漿鉆孔布置平面圖（mm）

3.2.4 施工底拱

工字鋼棚支護結束后，隨即施工底拱。先將底部施工成拱形，最大深度860 mm，分別在底板中間、兩側用鉆機施工深10 m 的注漿孔，將錨索插入注漿孔中，利用注漿泵將水泥漿注入孔中，最后鋪設金屬網、BHW3-280-5400 型鋼帶，最后用16 mm 鋼托板將鋼帶、金屬網和錨索固定，最后澆筑C25 混凝土至設計底板（見圖3）。

圖3 回風下山底拱施工圖（mm）

3.2.5 噴漿支護

最后對巷道進行噴漿，噴射混凝土強度C20，噴層厚度0.1 m。

4 施工注意事項

1）必須嚴格按照布孔參數布置注漿孔，不得擅自更改技術參數。

2）必須嚴格按照要求配制漿液，每次拌制漿液前，必須嚴格量測水泥的用量和水的用量，保證水灰比1∶1。

3）每次使用水泥前，必須檢查水泥的出廠合格證及質量檢驗報告單，以確保水泥的質量。

4）注漿中隨時觀察設備壓力表，確保注漿壓力達到設計值。

5 支護監測

5.1 設觀測點

在巷道兩幫設置一組水平觀測點，每組兩個測點，測點處在同一水平上，每隔50 m 一組；每隔十天測量一次觀測點距底板的數據，并建立觀測臺帳。

5.2 支護前后的比較

支護前的兩個月內共臥底三次，其中最大底鼓量達到1 m，最小底鼓量達到600 mm，平均每次底鼓量約900 mm，平均每次臥底量約1 000 mm。支護后，底鼓量明顯縮小，一個月后，基本趨于平穩，具體觀測點的數據如圖4 所示。

圖4 底鼓量變形曲線圖

6 結語

巷道治理底鼓長度200 m，通過后期觀測證明：在巖體破碎，地質構造復雜導致巷道壓力較大，底鼓極為嚴重的情況下，巷道支護有效的控制了底板的底鼓量。