軟巖巷道錨網鋼管混凝土復合支護工藝應用

孔 文 楊海峰 顏丙乾

（山東裕隆礦業集團有限公司唐陽煤礦，山東 汶上 272508）

1 概述

唐陽煤礦-410皮帶大巷為四五采區大巷（如圖1所示），設計長度2000m，支護方式為錨網噴，巷道斷面為直墻半圓拱。-410皮帶大巷掘進過程中受DF210（H=80m）斷層影響揭露石盒子組地層紅色泥巖，巖石松軟破碎，遇水膨脹，打錨桿過程中鉆孔塌孔或裝完錨桿后無法達到設計預緊力，造成支護強度無法達到設計要求。后來決定將直墻半圓拱型巷道改為梯形巷道，并采用架棚支護的方式進行巷道支護。

-410皮帶大巷改為架棚支護后，在迎頭向后30m開始發生底鼓，底鼓量最大50cm，局部造成軌道傾斜，起底后巷道底板仍然持續變形。受底板鼓起影響，迎頭涌水無法自流外排，生產材料及掘進矸石無法外運，嚴重影響礦井安全生產。迎頭后50m處出現兩幫變形，棚腿底部收斂嚴重。3個月后（受礦井生產接續影響，迎頭暫時停掘）底板鼓起約1m，兩幫收斂最大約1.5m，巷道變形為倒梯形，棚頭下沉約0.5m。

圖1 -410皮帶大巷平面圖

此后，在-410皮帶大巷架棚段修復了20m巷道作為試驗段，采用雙架棚支護（雙棚頭、雙棚腿的支護）。3個月以后，該巷道仍舊出現變型，底板鼓起約0.5m，兩幫最大收斂量約0.6m（棚腿基本變為豎直），頂板下沉量約0.3m，雖然變形量變小，但仍然存在變形現象。為此，必須研究采用新的支護工藝進行巷道的維護。

2 錨網、鋼管混凝土復合支護

2.1 鋼管支架構造

采用的鋼管混凝土支護工藝，鋼管支架呈圓形，分為四段，支架段與段之間用接頭套管連接，相鄰鋼管混凝土支架間用8根頂桿連接。鋼管規格Ф194×10mm，鋼管支架段與段之間采用Ф219×10mm、長600mm的接頭套管連接固定，連接部分要嚴實合縫上滿絲，不得松動。鋼管支架之間采用規格Ф76×4.5mm、長400mm頂桿連接，鋼管支架間距600mm（中-中），反底拱埋深400mm。

2.2 錨網、鋼管混凝土復合支護方案

（1）支護工藝

-410皮帶大巷施工流程：上分層挑頂、剝幫→掛雙層金屬網、打錨桿→下分層起底→安裝鋼管支架→鋪設強力抗拉網→鋼管支架灌注混凝土→集中噴漿。

（2）分層施工工藝

-410皮帶大巷修復時為減小對圍巖的震動破壞，盡量使用風鎬剔挖，若巖石較硬、施工困難時，采用放震動炮配合風鎬施工。上分層斷面符合尺寸要求后，拱頂部采用橫向鋪設雙層4000×900mm金屬網、打設Φ18×1800mm錨桿支護，錨桿間、排距800×800mm，錨桿露出螺帽長度為10～100mm；相鄰金屬網網邊對接，每隔20cm連接一扣，每扣至少纏繞2圈，確保不撕網竄矸、金屬網緊貼巖面。錨網支護完畢后，進行鋼管混凝土支架加強支護，嚴格按中、腰線支設鋼管支架，保證巷道凈高、凈寬。

（3）空鋼管支架安裝工藝

空鋼管支架安裝工藝流程：確定支架位置→安裝底弧段→安裝兩幫段→安裝頂弧段→支架位置微調。空鋼管支架安裝步驟與注意事項：

①確定支架位置。巷道挑完頂、剝幫符合圓形斷面尺寸后，以中、腰線為基準確定支架位置與支架迎山角，定位支架前必須清理巷道兩幫底部浮矸。

②安裝空鋼管支架底弧段。易落碎矸處用編織袋或廢舊風筒布將支架底弧段兩端口罩住，防止碎石泥土進入鋼管內部，將支架底弧段放置到預定位置，安裝底弧段頂桿，并緊固螺栓。取下編織袋，將套管裝入底弧段兩端，再用編織袋罩住套管口。安裝施工時，必須按照套管上的標示正確區分上下端，防止安裝出現錯誤。

③安裝兩幫段。將不小于2t導鏈固定在拱頂部支護完好的錨桿上（盡量選用兩棵，使用前緊固錨桿并用力矩扳手測預緊力，確保錨桿錨固合格方可使用作為吊點），將導倒鏈起重鏈條固定在支架幫段頂桿托盤處。固定完成后，一人操作導鏈起重支架幫段，一人手扶幫段底部調整幫段位置。幫段起重到預定高度，由手扶幫段底部者將幫段底端對準套管口，弧度對正，將支架幫段放入套管中，調整幫段直至與底弧段完成對接。最后安裝頂桿并緊固螺栓。

④架設頂弧段。將套管套在鋼管混凝土頂弧段上，并向上移動套管，至鋼管頂弧段兩端從套管中伸出狀態，以鐵絲固定套管位置，使其不能沿支架頂弧段滑下。架設頂弧段不少于4人操作，使用倒鏈吊起靠近對接位置后，每2人配合抬升頂弧段調整端口位置，與支架兩幫段對正對齊，手扶頂弧段使之與兩幫段對接。其中馬凳上1人解開固定套管的鐵絲，使套管底端滑落至兩幫段定位卡銷處。最后安裝頂桿并緊固螺栓。

⑤支架位置微調。支架安裝后，校正支架位置。若支架位置相對預定安裝位置有偏差，可用導鏈起重鏈條固定在支架間頂桿上，拉動頂桿調整支架位置。調整后的支架可用木背幫配合腰實牢固，但在噴漿封閉時必須將木料抽出。

（4）鋼管支架支設完畢后，在支架壁后全斷面鋪設規格為1000mm×800mm強力抗拉網，網格為200×200mm，強力抗拉網之間對接，使用雙股14#鐵絲綁扎固定，綁扎點間距不大于200mm。鋪網完成后，對鋼管支架進行灌注混凝土，混凝土強度C40。鋼管支架灌注完成后，對鋼管支架集中進行噴漿，噴漿厚度與鋼管支架外沿平齊。如圖2所示。

圖2 -410皮帶大巷支護斷面示意圖

3 應用效果

-410皮帶大巷采用錨網加鋼管混凝土支架復合支護后，已安全通過石盒子軟巖地層，至今巷道未再發生變形，底板未再出現底鼓現象，保證了安全，避免了巷道的反復修復，提高了礦井生產效率。