深井高地壓巷道修復(fù)方案研究與實踐

李旭波 李旭鵬

（1.沁水縣鑫海能源有限責(zé)任公司鄭莊煤礦，山西 晉城 048000；2.潞安集團(tuán)常村煤礦，山西 長治 046000）

1 概況

鄭莊煤礦是新建礦井，井底車場落底深度約800 m。西翼揭煤措施巷為井筒落底后施工的第一條巖巷，巷道全長約175 m。西翼揭煤措施巷巷道需穿過砂質(zhì)泥巖、2 號煤線（層厚0.10～0.18 m），施工段巖性為灰—深灰色薄層狀、泥質(zhì)膠結(jié)，局部夾泥巖，下部內(nèi)生裂隙發(fā)育，半堅硬，巷道中部局部發(fā)育有小斷層。巷道布置及巖性柱狀圖如圖1。

圖1 巷道布置及巖性柱狀圖

2 巷道原支護(hù)方案和變形原因分析

2.1 巷道原支護(hù)方案

西翼揭煤措施巷斷面為直墻半圓拱，巷道荒寬為5800 m，荒墻高2200 m，荒拱高2900 m，如圖2。

圖2 巷道支護(hù)斷面圖（mm）

西翼揭煤措施巷采用錨網(wǎng)索噴支護(hù)，采用左旋預(yù)應(yīng)力高強錨桿MSGLW-500/22×2400，錨桿托板采用拱型高強托板，規(guī)格為150 mm×150 mm×10 mm，每根錨桿采用一支MSK2335 和一支MSZ2360樹脂錨固劑錨固，錨固力不低于190 kN，預(yù)緊力矩不低于400 N·m，間排距800 mm×800 mm。

錨索采用SKP22-1/1860×8300，錨索托板采用高強度可調(diào)心金屬托板，規(guī)格為300 mm×300 mm×16 mm；每根錨索采用一支MSK2335 和二支MSZ2360 樹脂錨固劑錨固，預(yù)緊力不低于292 kN；鋼筋網(wǎng)采用Ф6.0 mm 鋼筋焊接的經(jīng)緯網(wǎng)，網(wǎng)格為100 mm×100 mm。噴射混凝土強度等級為C25。

2.2 巷道變形原因分析

西翼揭煤措施巷受礦壓影響巷道拱部漿皮開裂，局部形成大面積的網(wǎng)包。原因分析：（1）西翼揭煤措施巷埋藏較深，受深部圍巖應(yīng)力影響較大；（2）巖性多為砂質(zhì)泥巖，并且2#煤線貫穿掘進(jìn)段，復(fù)合巖層無法像單一堅硬巖層一樣提供必要的支撐力，巷道本身支撐強度低，易發(fā)生變形破壞；（3）施工斷面大，車場內(nèi)交叉巷道多，施工完后在短時間內(nèi)易出現(xiàn)圍巖蠕動變形現(xiàn)象，在圍巖內(nèi)形成松動圈，在松動圈內(nèi)出現(xiàn)錨固失效；（4）局部發(fā)育有小斷層，構(gòu)造應(yīng)力造成軟分層（煤線與砂質(zhì)泥巖）巖體本身結(jié)構(gòu)破壞，為巷道變形提供了外力條件。

3 巷道修復(fù)方案

根據(jù)巷道拱頂開裂的開裂原因和嚴(yán)重程度，宜首先采取常規(guī)修復(fù)方案進(jìn)行修復(fù)，對于地質(zhì)條件薄弱的局部地段采用強化修復(fù)方案[1-4]。

3.1 常規(guī)修復(fù)方案

對于開裂離層較為輕微的地段采取常規(guī)加強支護(hù)，具體方案為：

拱頂部采用補打錨索加強支護(hù)，調(diào)整錨索間排距為800 mm×800 mm。如圖3。

圖3 常規(guī)修復(fù)方案（mm）

3.2 強化修復(fù)方案

根據(jù)西翼揭煤措施巷鉆孔窺視顯示，巷道圍巖離層淺部集中于0～1.5 m 范圍內(nèi)，巖性為砂質(zhì)泥巖，強度較弱，局部有淋水。在構(gòu)造的特殊區(qū)域常規(guī)支護(hù)已經(jīng)無法滿足現(xiàn)有要求，在大巷埋深、掘進(jìn)方位角和構(gòu)造大小無法改變的情況下，最有效的支護(hù)手段是錨注，重塑松散破碎圍巖，封堵圍巖裂隙，改善圍巖內(nèi)部松散結(jié)構(gòu)，提高圍巖完整性，提高圍巖承載能力。

3.2.1 重復(fù)變形巷道強化修復(fù)方案

拱頂或墻幫的一般變形區(qū)，先找掉離層漿皮，拱頂或墻幫采用Φ22 mm×2800 mm 注漿錨桿進(jìn)行注漿加固，間排距為800 mm×800 mm。注漿液為水泥漿液，選用P·O42.5R 普通硅酸鹽水泥，水灰比1:2，加入水泥量8%的復(fù)合高效早強減水劑，以增加漿液的可注性，提高注漿強度。注漿壓力終壓不超過3.0 MPa，采用循環(huán)多次加壓方式進(jìn)行。如圖4。

圖4 重復(fù)開裂補強示意圖（mm）

3.2.2 開裂嚴(yán)重巷道強化修復(fù)方案

拱頂或墻幫開裂嚴(yán)重區(qū)，需找掉或劈掉開裂層，初噴漿封閉圍巖、順平輪廓，采用注漿錨桿的同時，補打SKP22-1/1860×8300 高強預(yù)應(yīng)力錨索，間排距1600 mm×1600 mm；復(fù)噴漿（噴層里側(cè)原錨網(wǎng)未失效的，不需要再重新掛網(wǎng)，只補錨索）。如圖5。

圖5 重度開裂補強示意圖（mm）

4 結(jié)論

鄭莊煤礦西翼揭煤措施巷針對拱頂和墻幫開裂變形的原因和輕重程度，采用高效巷道修復(fù)方案，拱頂和墻幫開裂取得了良好的治理效果，為高地壓礦井巷道修復(fù)積累了經(jīng)驗。