松软破碎围岩严重失修巷道支护技术及施工研究

松软破碎围岩严重失修巷道 支护技术及施工 研究

郭 飞

淮北矿业（集团）有限责任公司袁店一井 煤矿，安徽 淮北 235000

摘 要：针对松软破碎围岩严重失修巷道，多次返修且巷道支护困难，提出以“喷注锚喷注锚”的锚注联合支护方式，通过对袁店一井煤矿103采区轨道大巷修复期间修复工程实践验证，取得了较好的效果。

关键词：松软破碎围岩；失修；喷注锚喷注锚；联合支护

1 引言

袁店一井煤矿103采区轨道大巷沿10煤层底板布置，顶板多为软弱的泥岩或泥岩砂岩互层，裂隙较发育，受矿山压力影响，巷道压力显现明显，大致表现为四周来压、顶底板及帮部变形量大，该条巷道为矿井主要生产大巷，巷道支护困难、返修次数多、严重制约矿井生产接替。为有效控制围岩变形，降低维护成本，防范安全风险，矿成立课题攻关小组，制定并实施了喷注锚喷注锚联合支护工程，取得了较好的支护效果，通过合理劳动组织，优化工时利用，保持正规循环作业，提高巷修的单进水平；严格各项施工标准，落实各项安全管理制度，提升巷修的标准化水平。

1 实施背景

1.1 巷道基本概况

袁店一井煤矿103采区轨道大巷巷道施工层位位于10煤层底板23.1-36m。岩性为粉砂岩和泥岩。粉砂岩，深灰色，粉砂质结构，层状构造，夹细砂岩条带，具波状水平层理，裂隙发育；泥岩，灰～深灰色，泥质-粉砂结构，层状构造，夹粉砂岩条带，具水平层理，含植物茎化石。原巷道支护形式（经多次修复后）为锚网架喷支护（具体见附图1-1），该条巷道受矿压影响，巷道顶帮收缩、底鼓、冒顶、片帮，原支护U型棚变形严重，属严重失修巷道。另103采区轨道大巷（里段）作为我矿103采区深部及尾部10层煤回采主要大巷，要求服务年限在10年以上，严重制约矿井生产接替。

图1-1：103轨道大巷修复前锚网架喷断面图

示意图

1.2 前景意义

前期通过大量施工实践验证，单一的被动架棚支护及锚网喷架支护是远远不能保证巷道的支护效果。周边围岩与巷道支护不能形成协调统一的承载共同体，就不能依靠围岩自身承载能力，巷道支护就基本不起作用或其性能就不能充分发挥出来，原有巷道支护将不起作用，随之修复巷道又将返修。因此，就必须采取措施进行喷注浆提升围岩的承载能力，使施工锚杆及锚索支护后的围岩强度提高，形成具有一定强度、刚度的梁结构，从而有力维护巷道的稳定性。

按照集团公司巷修关于巷修以“锚喷注卧”代替“拉改架”施工理念，据此我矿决定在103采区轨道大巷实施喷注锚喷注锚联合支护工程。由于巷道注浆工程量大，原修护准备区无专门注浆人员，成立注浆队，为巷道修复工程快速标准化进行打下基础，也为类似条件巷道施工提供了参考依据。

2 主要内容

2.1 完善技术方案，注重日常细节优化

2.1.1巷道支护参数

修复前首先对巷道进行全断面注浆，注浆方式：注浆锚杆选用中空螺纹钢注浆锚杆，规格：φ25×2500mm，间排距1800×2400mm，每个断面布置7根。注浆水泥采用P.o42.5普通硅酸盐水泥。浆液水灰比为0.7～0.8：1，围岩有渗淋水的适当增加浆液浓度；浅孔注浆压力1.5Mpa，深孔注浆压力3Mpa，稳压时间15～20min。

待巷道压力稳定后，由外向里逐棚修复，首先将变形U36型棚拉掉，使用巷修机配合人工风镐刷扩至设计净断面（5.3×3.95m)，全断面锚带网索喷支护：锚杆规格：Φ22×3000mm高强螺纹钢锚杆，间排距800×650mm，托盘200×200×10mm，金属网规格：Φ6mm、2100×900mm；注浆锚索选用规格Φ22×7000mm中空注浆锚索，间排距1600×2600mm，选用Φ22×6200mm锚索，间排距1600×2600mm，托盘规格为TPF300×300×10mm，每根锚索配合3卷Z2550型锚固剂，普通锚索与注浆交错使用。

图2-1：103轨道大巷锚网喷注联合支护示意图

施工工序：喷浆→注浆→拉掉旧梁→刷扩→施工锚杆、锚索支护→喷浆→注浆→二次支护。通过合理劳动组织，优化工时利用，保持正规循环作业，103采区轨道大巷修复期间单进达到60m/月（夜班不安排修复施工）。

2.2 巷修机械化

修复前使用PYC6ZL转子式远距离喷浆机进行喷浆作业、ZBYSB40/22-7.5型煤矿用液压注浆泵、2ZBQ50-4型气动注浆泵配合对巷道进行全断面注浆，
巷道顶板修复需挑顶旧棚梁以上1.5m，因此修

图2-1：103轨道大巷修复循环作业图表示意图

图2-2：103轨道大巷修复正规循环作业图表

复前注浆锚杆选用φ25×3300mm中空螺纹钢注浆锚杆（注浆锚杆自孔口向上1.5m不开孔），确保巷道注浆效果。待压力稳定后，使用WPZC-60-700煤矿用巷道修复机挑顶、刷帮、1t矿车配合出货。后路采用CMM2-24煤矿用液压锚杆钻车进行二次支护、自巷道中顶向两侧纵向均匀布置7道M型钢带，眼孔间距900mm，排距1000mm，金属网采用Φ6mm圆钢加工，长×宽=2100×900mm，网格100×100mm。

2.3 巷修标准化

修复作业，工序繁杂且互相影响，根据现场情况，我单位创新将作业地点（从后至迎头）划分为：材料区、二次支护区、注浆区、喷浆区、出货区、刷帮区、迎头刷扩区，各区作业地点根据迎头施工进度平行推进，达到正规循环作业；各区域作业地点指定一名负责人对施工地点的安全生产、施工质量、文明环境等负责，由区长统一协调，保证各环节工作的正常开展，在修复过程中取得了较好效果，在日常标准化检查中均取得了优良及以上等级，巷修作业单进也有了保证。

2.4 实施效果

通过安装KJ216煤矿顶板动态监测系统，目前103采区轨道大巷顶板整体稳定，未出现明显离层（深部最大离层5mm），巷道受压力影响得到明显控制，巷道围岩变形量较未进行加固支护前明显减少（如图所示，巷道最大变形量小于50mm）。实现了预期目标,能满足巷道通风及行人运输安全需求。

图2-3：103轨道大巷G1、G2点围岩变形量示意图

3 结语

松软破碎围岩严重失修巷道锚注联合支护，实现了巷道支护的主动化和最大化，充分发挥围岩自身承载能力，提高了巷道支护强度，从根本上解决了巷道失修问题，杜绝了修复巷道返修，极大地保证了安全生产及矿井生产接替，对袁店一井煤矿及其他类似矿井巷道修复具有重要的借鉴意义。

参考文献：

【1】钱鸣高，石平五等.主编.《矿山压力与岩层控制》中国矿业大学出版社.学报，2009,34

【2】王连国.深部软岩巷道深-浅耦合全断面锚注支护研究.中国矿业大学学报，2016（1）

作者简介：郭飞（1985-），男，安徽淮北人，工程师，2011年毕业于安徽理工大学采矿工程专业，现从事煤矿安全管理工作。Tel：18709818869；E-mail：280505097@qq.com

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