全長錨注支護在復雜地質條件下的實踐與應用

季永寬

【摘要】目前淮南礦區大多數礦井的開采深度已達到-600～-800m，有的礦井正在向-900～-1000m深度延伸，深部高應力條件下的各種軟巖巷道、復雜應力環境巷道支護工程日益增多，并向常態化發展。 加之生產集中化、綜合機械化程度快速增加所要求的巷道斷面增大，造成了淮南礦區深部及復雜應力環境下的巷道礦壓顯現強烈。本文通過對全長錨注支護在復雜地址條件下的應用實例，探討一下如何在深部井中做好巷道支護工作。

【關鍵詞】全長錨注支護;復雜地質;深部井

1項目立項的必要性

我單位施工的1452（1）軌順底抽巷，撥門施工200-350m之間，巷道的地質條件復雜，巷道壓力大。主要表現在：1、頂板下沉嚴重;2、底鼓量大;3、幫部位移明顯擠壓風筒及風水管路;4、巷道淋水，斷錨多。嚴重影響巷道通風、行人及進料出貨，并且安全風險較大，頂板有垮落的可能進而造成重大安全事故，臥底、刷幫、補錨等方法治標不治本，反復的臥底、刷幫施工工藝復雜，難度大且對巷道支護不利，嚴重影響巖巷單進并費時費力效果不佳。

針對以上情況，我們必須對該施工段的頂板及兩幫進行加固處理。首先必須減少巷道頂板下沉，我們對該施工段進行注加固型化學材料，每隔3-5m施工一個注漿孔，由東華歐科派遣人員進行頂板注漿加固，短時間內減少頂板下沉確保施工安全。施工巷中木點柱、加裝頂板離層儀及幫頂位移監測站等對巷道情況進行觀測。通過觀測注化學漿后頂板下沉得到有效控制，但兩幫位移及底鼓并沒有明顯改善，問題仍沒有得到有效解決，仍需要臥底、刷幫等工作以保障巷道斷面。

2項目研究的可行性

通過研究分析，我們需要對巷道的頂板、兩幫及底板進行加固處理才能有效控制巷道變形。通過頂板及幫部窺視孔顯示，頂板3-4m范圍及幫部2m范圍內，裂隙發育較多，造成普通的錨桿、錨索支護效果較差，難以發揮錨網主動支護的優勢。這種情況下，全長錨注支護方案提了出來。通過前期的調研、分析最終確立了施工方案：

2.1補打工字鋼組合錨索束加固頂板

每隔6排（5.4m）在巷中布置一組工字鋼組合錨索束，錨索束由長1m礦工鋼（11#）、2根Φ22×8300mm常規錨索及1根Φ22×8300mm注漿錨索組成（見圖1），加固時先施工2根常規錨索，注漿錨索滯后補打。

2.2頂幫中空注漿錨桿支護

（1）頂板每隔3排（2.7m）布置3根中空注漿錨桿，相鄰中空錨桿間距1.2～1.5m，頂板中空錨桿規格：靠兩幫Φ24×2500mm，中間一根Φ24×4000mm（見圖2）。

（2）幫部按每3排（2.7m）施工一排，每排兩根（規格：Φ24×2500mm），分別布置在頂板向下1m位置和底板向上1m位置，靠近頂板的注漿錨桿與頂板成15°（向上）施工，靠近底板的注漿錨桿與底板成15°（向下）施工（見圖3）。

（3）中空錨桿孔徑：Φ32mm，每孔放置1卷Z2360樹脂錨固劑，中空錨桿預緊力矩不小于180Nm，頂板與幫部注漿錨桿交錯布置。

2.3噴漿

為了防止“一注”中空錨桿注漿時漏漿，注漿前必須對頂幫進行噴漿，噴漿材料選用東華歐科生產的礦用無機速凝噴射復合砂漿，頂板平整段噴層厚50mm，頂板及幫部不平整段噴層可適當加厚。

2.4中空錨桿注漿

中空錨桿注漿材料為東華歐科生產的久米納礦用無機充填加固材料，水灰比0.28～0.5，初期使用時水灰比取上限，熟練后水灰比取下限，攪拌時間不低于10min，Φ24×2500mm錨桿注漿壓力：5～6MPa，Φ24×4000mm錨桿注漿壓力：6～8MPa注漿穩壓時間3～5分鐘，“一注”中空錨桿在巷道噴漿后進行。

2.5在錨索束預留孔內補打中空注漿錨索

每隔6排（5.4m）將巷中工字鋼組合錨索束預留孔內補打完畢，并進行注漿，注漿壓力：8～10MPa，，中空注漿錨索注漿應有安全防護措施。

2.6方案解析

通過補打工字鋼組合錨索束加固頂板時為了防止頂板垮落及深層注漿加固;Φ24×4000mm中空注漿錨桿使中層加固;Φ24×2500mm中空注漿錨桿使淺層加固;這樣就形成淺、中、深全面加固。噴漿時為了防止中空錨桿注漿時漏漿。

3項目研究目標及主要任務

3.1減小巷道巷修量，確保行人通風安全。

3.2優化方案，節約材料成本。

4項目實施年限、經費概算

2019年1月10日-2019年2月10日對巷道圍巖不穩定地段采用全長錨注支護，期間加固巷道150m，材料消耗如下：

（1）礦用無機速凝噴射復合砂漿360噸;（2）久米納礦用無機加固復合砂漿320噸;（3）11#礦工鋼（1m）28根;（4）礦用錨索（Φ22×8300mm）56根;（5）中空注漿礦用錨索58根;（6）中空注漿錨桿（Φ22×2500mm）335根;（7）中空注漿錨桿（Φ22×4000mm）56根。

5項目完成后預期成果

在巷道圍巖不穩定地段采用全長錨注支護后，巷道壓力顯現明顯變小甚至消失，沒有出現漿皮開裂及斷錨現象。通過礦壓十字布點觀測，數據顯示加固后巷道幫頂位移量很小，達到了施工目的。礦壓觀測數據后附。

參考文獻

[1]王慶牛，楊張杰，王威.預應力錨注技術在深井高應力巷道修復中的應用[J].煤炭工程，2018，50（3）：47.

[2]王威，楊張杰，王福海，等.全長錨固技術在深井軟巖巷道中的應用[J].煤炭工程，2016，48（2）：50-52.