B070104 用联合支护技术修护高应力软岩巷道

用联合支护技术修护高应力软岩巷道

徐锋

【徐州矿务集团公司旗山煤矿，江苏徐州，221132】

摘要介绍-1000m北翼联络大巷在软岩高应力地段采用锚、网、喷+锚索联合支护新技术的尝试。根据软岩巷道的变形特点，采取以柔克刚、先让后抗、让支结合和二次支护的原则，确定合理的支护技术参数，精心组织施工。现场观测表明，联合支护新技术能明显地改善巷道围岩受力状态、增强巷道整体承载能力、有效地控制软岩高应力状态下的巷道变形破坏、提高巷道支护的稳定性和安全性，支护效果显著，提高了经济效益和社会效益。

关键词软岩高应力扩巷修护锚、网、喷+锚索联合支护控制收敛

旗山矿－1000m北翼联络大巷担负着矿井运输、通风、排水、行人的繁重任务。该巷道由于处于软岩高应力地区，原来的拱形棚支护在高应力的作用下被破坏，出现底臌、两帮来压、顶板下沉等压力显现现象，已经严重变形，断面缩小，不能满足运输、通风、排水、行人的要求。因此，决定进行扩巷修护，尝试应用了锚、网、喷+锚索联合支护新技术，取得了显著的支护效果。

1 巷道条件

－1000m北翼联络大巷位于－1000m北翼采区。该巷道在施工过程中由于遇到了高岭土、煤层等松散软弱岩层，局部顶板有淋水、断层及褶曲构造影响，处于高应力区域。该巷道外段长为70m，坡度为+3‰，净宽4.4 m、净高3.6 m，原施工采用拱形棚支护。现施工采用钻爆法，机械扒装，撤除原支护的拱形棚，改用锚、网、喷+锚索联合支护，安全地通过原断层带应力区。

2 支护技术参数的确定

该巷道在扩巷前先行注浆，后采用联合支护新技术。选用左旋无纵筋螺纹钢等强锚杆，直径20mm、长2200mm，间排距700×700（mm），锚杆呈菱形布置。金属网为8#钢筋焊接网，网格60×60（mm），长3000mm、宽900mm。金属网搭茬长度为100～200mm。巷道爆破后初喷30～50mm成形，复喷厚度为20～40mm。锚索直径为15.24mm、长7000mm，锚固长度1500mm，采用Z2370型树脂锚固剂卷锚固。锚索间排距为1400×2100（mm），各距巷道中线700mm安设，外露长度为150～250mm。其托板使用溜槽边，长度400mm，中间加焊150×150×10（mm）的钢板，中部孔径16.5mm。锚索用锚具锁紧，采用气动式锚索张拉千斤顶进行张拉紧固，预紧力达到100～120kN以上。锚索距扩巷茬不超过4m,及时支护巷道顶板，保持了巷道围岩的稳定性。

3 支护原则和支护机理

3.1 支护原则

－1000北翼联络大巷施工过程中遇见水膨胀的高岭土、薄煤层等软岩。由于岩石强度低，有的见水膨胀，会产生蠕变。针对和这些特点，巷道支护的原则是以柔克刚、先让后抗、让支结合和二次支护。

3.2 作用机理

－1000北翼联络大巷在扩巷施工中采用预留爆破法，在巷道周边预留0.5～0.7m，然后采用手镐或风镐挖至设计尺寸。采用联合支护技术的施工顺序为预留爆破技术→初喷→锚网支护（拱顶锚杆每排不少于13根、挂网、联网）→锚杆二次紧固→进行集中复喷→进行锚索支护。预留爆破技术能保持了巷道围岩的完整性不被破坏，最大限度地发挥围岩的主动承载能力。锚杆发挥挤压加固作用，具有加固巷道围岩松动圈的效能。及时喷射混凝土可防止围岩风化和金属支护构件的锈蚀。初喷前必须将巷道轮廓上的浮矸凿除。初喷要求圆滑、平整、成形规整。然后进行锚、网、喷支护。在锚、网、喷支护的基础上再增加两排锚索支护强化顶板围岩强度，进一步发挥锚索锚固深、强度高、预紧力大的优势，使巷道围岩在锚索的弹性压缩下形成“承载拱”，提高了围岩的整体性、完整性、抗弯、抗剪的效能，增强了巷道的稳定性和安全性。锚、网、喷+锚索联合支护技术能有效地解决高应力软岩巷道变形量大难以支护的问题。

4 巷道施工方法

高应力软岩巷道具有岩石松软、遇水膨胀和变形量大的特点。该联络大巷坡度为+3‰，底有水。采用7655气腿式风钻钻炮眼，采用MQT-120J2型气动式锚杆钻机钻锚杆孔并安装锚杆。为充分发挥锚杆机械在软岩巷道施工中的效能，实现快速施工，减少软岩对施工设备的影响，采用快速安装的方式安装锚杆，加强管理及时排水，以最大限度减少水对巷道底板和两帮的浸泡。锚杆逐排施工，迎头一排锚杆距迎头0.3～0.6m，以保证锚杆安装质量。临时支护采用吊环式撅顶道和安全点柱。

5 监测结果分析

该联络大巷在高应力地段除采用联合支护外，还采取预留巷道断面允变量的方法施工。巷道宽度预留200～300mm，巷道高度预留100～150mm。在巷道两帮及顶底板每20m设1个观测站，共3个站，对巷道进行定期矿压观测，包括巷道两帮及顶底板位移数据和锚杆受力。

经过对施工后86天观测数据的分析可知，巷道变形量不大。两帮移近量为49mm，顶底板移近量为38mm，围岩变形表现为以两帮收敛和底臌为主。实践证明，联合支护与传统支护方式相比，能更有效地控制巷道在前期施工中的收敛变形，保持了巷道围岩的稳定性，能节约今后大量的修护费用，减轻了工人的劳动强度，维护了安全的工作空间，支护效果明显，改善了安全生产环境，消除由于安全距离不够的安全隐患。

6 结语

高应力软岩巷道采用锚、网、喷+锚索联合支护能明显地改善了巷道围岩受力状态，增强了巷道整体承载能力，有效控制巷道围岩变形，提高了巷道支护的稳定性和安全性，支护效果显著。

采取这种联合支护减少了巷道维修费用，减轻了职工的劳动强度，降低了支护成本，提高了社会效益和经济效益。

在高应力软岩巷道采用预应力锚杆和锚索能较好地控制巷道的收敛变形，改善了生产作业环境，创造了安全的作业空间。

巷道开掘后及时初喷成形进行锚、网支护，而后用锚索加强支护，有效、安全地通过原断层带应力区，实现了安全生产。

---------------------------------------------------------------------------------------- 作者简介：徐锋男，1970年出生，2004年毕业于中国矿业大学机械电子工程专业。现任徐州矿务