托顶煤巷道注浆锚索支护技术研究与应用

托顶煤巷道注浆锚索支护技术研究与应用
发布时间：2021-07-26T10:30:39.083Z 来源：《科学与技术》2021年第9期作者：李世达张博崔藏昆[导读] 通过技术创新，引入全长锚固注浆锚索支护工艺，提高了支护强度，有效的控制了巷道变形。

李世达张博崔藏昆
山东李楼煤业有限公司274700
摘要：我公司1303工作面于2016年11月开始掘进施工，于2018年7月掘进工程完成，于2019年10月开始回采，按回采进尺2.4m计算，预计2023年2月回采结束，1303工作面两顺槽巷道服务年限平均达到4～6年。

随着巷道服务年限的增长，受回采及高地压、高温水腐蚀影响造成部分区域顶板离层，顶板支护体系支护强度降低，地质构造、顶板破碎、松软岩层区域顶板下沉严重尤为明显，采用常规锚索进行补强加固时锚索锚固力往往达不到设计要求，必须采用架棚支护维护顶板，效率低、投入大，通过技术创新，引入全长锚固注浆锚索支护工艺，提高了支护强度，有效的控制了巷道变形。

关键词：复杂地质条件；注浆锚索；加强支护；
在掘进回采过程中，采用注浆锚索对地质构造、顶板较破碎、有淋水的区域，破碎松软岩层，锚杆、锚索锚固力达不到要求的区域进行加强支护，能有效提高巷道围岩稳定性，有效控制巷道变形，降低失修率，减轻员工劳动强度，减少成本投入，实现安全生产和最佳经济效益。

1 工作面概况
1.1工作面位置
1303工作面位于矿井一采区南翼，其北部为一采区胶带下山、一采区回风下山、一采区轨道下山三条已掘大巷，西部距1301工作面采空区230m，南至一采区边界，东部为1303工作面泄水巷。

1.2煤层赋存及顶板岩性
1303工作面（3煤）位于山西组中下部，煤层（3煤）赋存大部分较稳定，结构较简单。

煤层厚度6.70～7.31m，平均煤厚为7.03m，。

煤层倾角4～16°，平均13°。

工作面3煤底板标高-994～-890m，煤层埋深在1035～933m之间。

顶板岩性自上而下为：老顶为灰白色细砂岩，平均厚度8.12m，砂岩岩组的抗压强度试验值为75.9～175.2MPa,属中等～稳定岩体；直接顶为砂质泥岩，平均厚度0.96m，泥岩岩组强度指数多数为30～60MPa，属中等稳定岩体。

1.3 顺槽断面及支护情况
1303工作面两顺槽采用净断面B×H=5000×4000mm，顶板采用锚网索梁进行支护，顶板锚索采用Φ21.6L7300mm锚索配合L4.5m锚索梁进行支护，锚索间排距2000×1000mm，按照“3-3-3”布置，顶板锚杆采用Ф22L2500mm高强左旋螺纹钢锚杆，间排距800×1000mm。

2 施工工艺
2.1施工工序
钻眼→安装锚固剂（一支MSM2870药卷）→安装注浆锚索→一次涨拉锚固（10MPa）→注浆→间隔48h→二次涨拉 2.2 注浆锚索参数：
（1）锚索索体直径； 22mm
（2）长度系列： 83000mm
（3）安装孔径： ?32mm
（4）强度： 1860MPa
（5）树脂锚固长度： 900-1500mm 2.3注浆情况
中空注浆锚索二次压注MZM-70无机注浆锚固料，水灰比1:3（重量比）注浆压力：8MPa.
3 大孔径芯管注浆锚索使用情况
3.1第一阶段
2019年5月23日至25日在1303胶带顺槽FY12断层区域进行了大孔径芯管注浆锚索实践应用。

锚索规格为SKZ22–1/1860 L=8.3m注浆锚索，锚索间排距为2000*2000mm，每排均匀布置3根，其中巷道中间位置垂直巷道布置1根注浆锚索，两侧距中间位置2000mm各施工1根注浆锚索，两侧注浆锚索与垂线呈15°-20°夹角布置，每根注浆锚索采用1支MSK2870型<蓝色>快速药卷进行锚固。

注浆采用MZM-70无机注浆锚固料，注浆完成后，凝固72小时后，再进行涨拉，当锚索拉力计压力表的读数达到35MPa 时，停止涨拉。

共计施打注浆锚索70套。

试验效果：前期该区域采用普通锚索进行补强加固时锚固力均达不到设计要求的35Mpa，施工注浆锚索进行注浆后，锚索锚固力100%达到要求。

3.2 第二阶段
2019年6月17日至24日，在1303轨道顺槽FY12断层段进行了大孔径注浆锚索试验，使用效果较好，能较好充填胶结围岩。

在1303顺槽巷道顶板采取施打φ22L8300mm注浆锚索+W型钢带+经纬网（菱形网）施工。

钢带规格为长×宽×厚=1900×280×5mm，钢带垂直于巷道施工方向布置，自巷中向两帮开始布置，每排布置2根钢带，钢带均匀布置在巷道顶板原支护锚索梁（钢带）内，间隔2000mm 布置一排。

每根钢带采用2根注浆锚索进行加固，注浆锚索规格为φ22L8300mm，钢带两端头注浆锚索与垂线呈15°-20°夹角布置，每根注浆锚索采用1支MSK2870型<蓝色>快速药卷进行锚固。

注浆采用MZM-70无机注浆锚固料，注浆完成后，凝固72小时后，再进行涨拉，当锚索拉力计压力表的读数达到35MPa时，停止涨拉。

现场共计施打注浆锚索41套。

试验效果：13023轨道顺槽FY12断层区域，该段围岩破碎，前期施工加固锚索均不足20MPa，现场施工单体液压支柱加固；施工注浆锚索采用MZM-70无机注浆进行注浆后，锚索锚固力100%达到要求。

3.3应用效果
通过对1303工作面两顺槽FY12断层顶板破碎区域施工SKZ22–1/1860 L=8.3m注浆锚索，提高了该区域的支护强度，确保了回采通道安全。

通过后期对该区域的定点观测，该区域的巷道变形得到了有效控制，且顶板淋水大大减少。

4 结论
经过现场实践应用，采用注浆锚索对顶板进行补强加固一方面能使锚索锚固力达到设计要求，确保支护效果；另一方面注浆锚索注浆施工时能对与锚索孔导通的裂隙进行注浆充填，对周边围岩凝结效果较好，降低了的顶板淋水和锚杆索的锈蚀程度，延长了锚杆索的使用寿命，节约了二次支护的成本。

对今后采掘工作面地质构造、顶板破碎、松软岩层区域的加强支护具有很好的指导意义。

参考文献：
[1]浅析煤矿巷道预应力锚索支护技术[J]. 崔少华.??中国矿山工程.?2018(04)
[2]矿井深部裂隙岩体浆液扩散机理及直接堵漏技术研究[D]. 周军霞.辽宁工程技术大学?2017。