复杂地质条件下破碎围岩巷道支护加固技术研究与应用

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巷道过断层破碎带围岩加固技术

收稿日期：２０２０?０２?１０作者简介：畅　征（１９９０－），男，山西大同人，助理工程师，从事生产技术管理工作。

ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００５－２７９８．２０２０．０４．０２３巷道过断层破碎带围岩加固技术畅　征（大同煤矿集团同家梁矿，山西大同　０３７１００）摘　要：针对煤矿巷道过断层破碎带存在支护较困难的问题，通过采用架棚充填和自制注浆管注浆的方法，实现了对破碎围岩的加固，是一种有效的掘进巷道过破碎带手段。

关键词：注浆；过破碎带；掘进中图分类号：ＴＤ３５３文献标识码：Ｂ文章编号：１００５?２７９８（２０２０）０４?００５７?０１１　工程背景某矿新水平开拓项目主运输大巷设计长度为２００６ｍ，断面为３．８ｍ×３．５ｍ，该巷从２０１８年１０月正式开始掘进，先后遇见两条落差大于２０ｍ的断层。

２０１９年９月在掘进至１５２０ｍ处，围岩受断层带影响造成煤层粉碎，片帮严重，经过现场论证，采用１１号工字钢棚配锚索联合加强支护。

采取该方式掘至１５８４．３ｍ处揭露断层（该断层产状：７０°∠７８°，落差近２８ｍ）并进入断层破碎带，断层带内充填受挤压浅灰色中砂岩和煤泥。

掘进至１６０６．９ｍ处断层破碎带仍未穿过，巷道冒落（冒落长度６ｍ，最高处有８ｍ）、片帮严重，而且在已施工巷道１５５９～１６０６．９ｍ段受来压造成１１号工字钢棚变形严重。

从现场施工情形看，现有支护方式已不能满足实际安全施工要求，该大巷作为主运输巷道，服务年限较长，为保证目前安全施工和今后的运行、维护，现急需采取措施，对该巷道过断层破碎带支护进行探索、研究，确保巷道安全施工［１－２］。

２　治理方案２．１　架棚充填经过调研及现场论证，决定从１５５９ｍ处至１６０６．９ｍ开始在原有的工字钢钢棚两腿之间套入Ｕ２９钢棚，棚距中对中６０８ｍｍ，上双层钢筋网，对冒顶区用防腐方木充填背实。

套棚完成后，向前掘进时先对顶板破碎段提前注入玛丽散固化顶帮，根据现场围岩情况选择风镐或爆破作业，超前管棚作为临时支护，６００ｍｍ为一个施工循环，架设２９号Ｕ型钢棚，直至进入稳定围岩后方可变为原设计支护。

复杂围岩条件下巷道锚杆支护技术研究

朝川矿自２０年开始推广使用锚杆支护系统０１以来，在施工中取得了良好的经济效益和社会效益。
目前，矿井正进入中深部开采阶段，围岩压力增大，
０３褐黑色，．ｍ，顶部坚硬块状，中部呈粉状，半亮半（）２试验证实新桥硫铁矿岩溶发育地区注浆原则为：低压、浓浆、速凝、掺料、间歇多次。（）３通过帷幕试验和帷幕优化工程表明，在帷幕线上岩溶发育程度、深度情况差别较大，将帷幕分为４个区段，为后期的非等距布孔提供了设计依据。（）４通过帷幕试验和优化工程，将帷幕分为４个
深的不断加大，地质条件发生了很大的变化，巷道围岩破碎严重，岩性也随着掘进出现不同的围岩类型，并时有复合顶板出现。断层较多，全区共有断层数十条，一般正、断层成套出现，逆落差变化大。这给深部掘进施工及巷道支护带来了一定的困难。随着
维普资讯
ＳｒｌＮｏ４３ｅｉａ．５
矿
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Ｊｎａｙ．０７ａｕｒ２０
Ｅ）ＰＥＳＩａＲＳＩＩ０ＲＭＡ０ＮＴ１０ＦＭＩＮＧＮＤ【ＳｒＮＩＩ－ＲＹ
总第４３５期２０年１月第１０７期
护巷道后期的维护量，高了巷道的安全系数，提保证了矿井的安全生产。
关键词：道；网支护；强支护；动圈巷锚补松
中圈分类号：３３ＴＤ５
１引言
文献标识码：Ｂ
文章编号：０９５８（０７０ —０９０１０ —６３２０）１０５＇３

破碎煤岩巷道注浆加固材料实验及应用研究

Vol. 30 ! No. 5May 2021第30卷第5期2021年5月中国矿业CHINA MINING MAGAZINE破碎煤岩巷道注浆加固材料实验及应用研究梁旭超】，马振乾12!祖自银2,李桂臣3,韩森】，K 瑞冲】，杨威2（1.贵州大学矿业学院，贵州贵阳550025$2.贵州盘江煤电集团技术研究院有限公司，贵州贵阳550081；3.中国矿业大学矿业工程学院深部煤炭资源开采教育部重点实验室，江苏徐州221116）摘要：为了解决破碎煤岩巷道支护难题，针对山脚树煤矿226轨道石门存在埋深大、高应力及穿过近距离煤层群特点，通过对226轨道石门进行现场调研及理论分析研究巷道变形破坏特征，拟采用超细水泥-普通水泥为注浆材料对破碎石门巷道进行注浆加固作业&通过对浆液浇筑试件进行单轴压缩、劈裂及压汞室内试验，研究了不同超细水泥成分占比及不同水灰比浆液力学参数特征及孔径分布规律，研究表明：随着超细水泥占比的增加，浆液浇筑试件抗压强度及弹性模量呈现先增大后减小，孔隙度降低，小孔及微孔孔容比上升；根据室内实验数据，确定了最优的注浆材料配比，结合现场围岩地质情况，提出“双层锚网+ 中空注浆锚索”支护方案。

现场监测应用新的注浆支护方案顶底板变形量减少了 85%，两帮变形量减小了86%，表明浆液对破碎围岩巷道具有良好的固化效果&关键词：破碎煤岩；注浆加固；孔径分布；超细水泥中图分类号：TD853文献标识码：A 文章编号：1004-4051（2021）05-0149-06ExperimentandapplicationofgroutingreinforcementmaterialforbrokencoalandrockinroadwayLIANG Xuchao 1 , MA Zhenqian 1,2 , ZU Ziyin 2 , LI Guichen 3 , HAN Sen 1 ,GUAN Ruichong 1 , YANG Wei 2(1. Mining College , Guizhou University , Guiyang 550025 , China ；2 GuizhouPanjiangCoalandElectricityGroupTechnologyResearchInstituteCo. Ltd.Guiyang550081 China ；3.Key Laboratory of Deep Coal Resource Mining of the Ministry of Education ,SchoolofMines China University of Mining and Technology Xuzhou221116 China )Abstract : To solve the supporting problem of broken coal and rock in roadway,in view of the characteristicsoflarge depth !high stress and passing through close coalseam ofthe 226 rail haulage cross-cut of Shanjiaoshucoalminethroughthesiteinvestigationandtheoreticalanalysisof226railhaulagecross-cut !the deformation and failure characteristics of the roadway are studied and superfine cement ordinary cement is proposed to be used as grouting material to reinforce the broken crosscut roadway. Based on the uniaxialcompressionsplittestandmercuryinjectionlaboratorytestsofsamplesthemechanicalparametersandporesizedistributionofpouringslurrywithdi f erentproportionofsuperfinecementand watercementratioare studied The results show that withtheincreaseoftheproportion ofsuperfinecement !thecompressivestrengthandelasticmodulusofpouringslurryfirstincreaseandthendecreasetheporositydecreases and收稿日期：2020-07-26 责任编辑：赵奎涛基金项目：国家自然科学基金资助（编号= 51904080）；贵州省基础研究计划项目资助（编号：黔科合基础〔20195116号）贵州省科技支撑计划项目资助（编号：黔科合支撑40205Y026号$中国博士后科学基金资助（编号：201864M1525）第一作者简介：梁旭超#995-$男，贵州都匀人，硕士研究生，研究方向为岩石力学与巷道围岩控制，E-mail :liangxcgzu@ 163. com 。

复杂围岩环境大断面井筒掘进与支护技术研究和应用

节约了矿井建设资金，得了巨大的经济效益和良好的社会效益。取
关键词：复杂围岩；井筒掘进；支护技术
中图分类号：Ｄ３Ｔ２５
ｌ项目概况
陕西彬长矿区大佛寺矿位于陕西彬长矿区南部边界，地处彬县、武两县交接地，距彬县县城约长东
正向掘进采支护方式，向掘进采用锚网喷支护方式。反
主斜井施工中穿过地层中主要含水层为白垩系下统洛河组砂岩层，穿越长度４０６ｍ０洛河组砂岩较
的机械化成形技术，即工作面采用多台ＹＴ一２８型
砌碹；Ｂ０型砼输送泵输送系统，体移动式模板Ｈ６整
等技术难题。为此，行了 “ 杂围岩环境大断面进复井筒掘进与支护技术研究和应用 ”的研究，以确保井筒安全、常、期完成。正按
二次机械化砌碹及其配套技术。形成了快速施工系
矿井可采储量为７５６Ｍ。服务年限为６．８ｔ
９５２．ａ。
据大佛寺煤矿主斜井井筒穿越岩层的地质和生产技术条件：筒围岩为铁泥质胶结的中粗粒砂岩（井较
松软、遇水易软易碎）钙质胶结的粗粒砾岩（坚、较
硬）砂质泥岩（隙较，软，水易膨胀）泥岩、裂松遇、（节理发育，层理明显，水易风化），遇等岩石平均普氏硬度系数ｆ＝２— 。井筒穿越第四系黄土层、３洛河组砂岩层等，中洛河组砂岩为含水地层，测单井其实

超强支护技术在深部破碎围岩巷道修复中的应用

三、强支护技术方案超
一
、
问题的提出及研究意义
随着我国浅部煤炭资源的减少和深部资源开采的增加，压地增大、岩破碎、围巷道大变形失稳等一系列问题随之而来，部破深碎围岩巷道大变形失稳难以遏制的关键在于目前对其孕育发展的机理缺乏深入研究，尚无成熟的分析和预测方法，现有技术不能有效控制巷道变形与破坏，以达到一次支护不再修护的要求，难导致
网支护施工可能的地段。１棚＋索联合支护（下图）、见（）设全封闭Ｕ９型钢棚（反拱）巷道刷大至设计断面１架２底。
其多次维修与翻修，不仅显著增加了支护费用，而且影响矿井正常生产，带来安全隐患。因此对煤矿深部巷道围岩大变形进行治理，已成为我国煤炭深部开采亟须解决的重大课题。
因轨道下山服务年限较长，对巷道使用断面要求很高，保障从巷道长期支护效果出发，针对不同地质条件提出两种高强支护技术方案：棚＋索联合支护适用于巷道围岩变形严重、稳严重，失不具备锚网支护施工可能的地段；二次超强锚网索支护适用于巷道围岩岩性相对较好，道掘出后围岩具有一定自稳时间，具备锚巷并
２５５）３１９
验，试验结果表明，项技术能有效控制深部破碎围岩巷道变形失稳。该【键词】关深部破碎围岩巷道；棚＋索联合支护；全封闭Ｕ９型棚；次２二

围岩破碎巷道支护方式的研究

【摘
要】本文分析了破碎围岩中巷道失稳及破坏机理，探讨了其支护方法和加固原则。巷道支护
的粉砂岩，表现为形变速度快，形变量大，形变持续时间长。从巷
道挖掘到整个工期内，开挖初期为卸荷形式的弹性能释放，后期为高应力作用下扩容膨胀的粘塑性变形，表现为非线性弹粘塑性过程。
３破碎围岩中巷道支护原则
对于破碎围岩的支护国内外已经开展了很多研究［。国外有前苏联、波兰、德国、澳大利亚、日本、美国、加拿大、英国、瑞典、南非、意大利等。研究的主要突破点是支护新材料和设备方面，在支护材料方面研发了喷射混凝土支护、锚杆支护、混凝土预制大弧板结构、钢结构支护等，且在围岩地质规律及变形研究方面开展了围岩微观结构及物理力学特性的初步研究，并对处于复杂高应力条件下围岩变形破坏特性、地质规律进行了探索。而国内对巷道工程支护的研究进展主要体现在围岩变形特性及联合支护技术的研究［。
【关键词】破碎岩体
１破碎围岩的概念及特征
破碎岩体属于软弱岩体的一种。对于软弱岩体，一般来说通常可以分为工程软岩和地质软岩【ｌ。工程软岩是指在工程力作用下能１
产生明显塑性变形的工程岩体；地质软岩是指含有大量膨胀性粘土矿物的松、散、软、弱岩层或强度低、胶结度差、孔隙度大、受构造面切割及风化影响显著的岩体。地质软岩具有松、散、软、弱的地质特点，按其形成原因可分为三类：一破碎岩体，这是由强烈的地质运动或风化作用造成的，岩块本身强度高，例如处于松散破碎带，隧道进出口的强风化带等地区，这种岩体结构面极为发育，相

复杂应力条件下巷道支护技术研究

（）１支护方式。根据巷道跨度＞４ｍ时，基本支护方式为
力向顶底板集中，应力的重新分布在瞬间完成。
１３高垂直应力对巷道的破坏机理．在原岩应力状态下开挖巷道，破坏了原有的应力状态，巷道周边应力将重新分布。其中水平应力向巷道顶底板中转移，垂直应力向巷道两帮转移，量的实测结果与工程经大
围压岩石名称编号（ Ⅷ ）
５０
三轴抗三轴抗压内聚力内摩擦角压强度残余强度（（ａ硼Ｐ）
ＭａＰ）（ｊ Ⅷ ）
２．６５ｌ６５５．６
（度）
ｌ
细砂岩
２
３
８０．
ｌ．００
２１７２．２
１１９８．８
锚网喷加锚索综合支护。锚杆采用菱形布置，问排距８００Ｘ
８０ｌ，许误差 ±１０ｍ，固长度 ≥７０ｍ，固力 ≥ ０ｎｎ允ｌ０ｍ锚０ｍ锚
６ｋ。锚索矩形布置，４Ｎ以拱顶为中心向两侧各１０ｍ００ｍ布置
一
排，距２０２０ｍ允许误差 ±１０￣，固长度 ≥ 间排０００ｍ，Ｘ０５ｎ锚
ｌ３９．３４．１９
细砂岩
Ｘ口
ｘｃ４Ｘ５Ｃ
５．９２２
ｌ３１４．３９５６４
３．８２８
９．ｏ００６．５０６
ｌ５２．３
３９３．２３．２５
０３．４
０１．０１．３
表２岩石三轴强度试验结果

复杂地质条件下的隧道施工技术

复杂地质条件下的隧道施工技术在现代交通基础设施建设中，隧道工程扮演着至关重要的角色。

然而，当面临复杂地质条件时，隧道施工面临着诸多严峻的挑战。

复杂地质条件包括但不限于软弱围岩、断层破碎带、岩溶地质、高地应力、富水地层等，这些因素极大地增加了施工的难度和风险。

为了确保隧道工程的安全、质量和进度，必须采用一系列先进、科学的施工技术。

软弱围岩是隧道施工中常见的复杂地质情况之一。

在这种条件下，围岩的自稳能力差，容易发生变形和坍塌。

为了应对这一问题，通常会采用超前支护技术，如超前小导管、超前管棚等，预先对围岩进行加固，提高其稳定性。

同时，在开挖过程中，应遵循“短进尺、弱爆破、强支护、勤量测”的原则，尽量减少对围岩的扰动。

采用台阶法、环形开挖预留核心土法等较为稳妥的开挖方法，能够有效地控制围岩的变形。

断层破碎带是另一个让施工人员头疼的问题。

断层带内岩石破碎，裂隙发育，岩体强度低，且常常伴有地下水的涌出。

在穿越断层破碎带时，首先需要进行详细的地质勘察，准确掌握断层的位置、规模和性质。

施工中，可以采用超前地质预报技术，如地质雷达、TSP 等，提前探测前方的地质情况，为施工提供依据。

对于断层破碎带的处理，一般采用注浆加固的方法，将破碎的岩体固结起来，提高其整体性和强度。

在开挖时，要严格控制开挖进尺，加强支护措施，如采用钢拱架、锚网喷联合支护等，确保施工安全。

岩溶地质也是隧道施工中不可忽视的复杂情况。

岩溶地区可能存在溶洞、溶腔、暗河等，给施工带来很大的不确定性。

在施工前，要进行充分的岩溶探测，了解岩溶的分布和发育情况。

对于规模较小的溶洞，可以采用回填、跨越等方法处理；对于规模较大的溶洞或暗河，需要采取特殊的处理措施，如架桥、改道等。

在施工过程中，要加强对地下水的监测和处理，防止突水、突泥等事故的发生。

高地应力条件下，隧道围岩容易产生岩爆等现象。

为了降低岩爆的危害，一方面可以通过优化开挖方法和支护参数，改善围岩的受力状态；另一方面，可以采取喷水、钻孔卸压等措施，释放围岩内部的应力。

深部破碎巷道支护工艺的探索与研究

作用下，巷道变形严重，维修困难。３００４工作面位于三水平中央采区工作面，煤层为二随着浅部资源的逐渐减少和枯竭，地下开采的深度越叠系山西组二煤层，工作面走向长２００ｍ，倾斜平均长来越大。现阶段，国内煤矿采深以８—１２ｍ／ａ的速度增加，１．２５ｍ，煤层倾角为２８。，二１煤层走向ＮＥ转向ＮＷ，倾向预计未来二十年，开采深度将达到八百到一千米。国内几ＳＥ转向ＮＥｌ工作面开采煤层为二叠系山西组二煤层，大矿区目前陆续实现了深部开采，在浅部属于硬岩的岩层位稳定。伪顶为砂质泥岩，厚度为Ｏ．３ｍ，层状结构，较易
耦合加固
层，深部为软岩岩层，巷道围岩的稳定差，井下作业人员的脱落，局部为石英砂岩，坚硬；直接顶为泥岩，厚度为人身安全得不到保障。３．０ｍ，深灰色，性脆，较致密，含植物化石碎片，具滑面。老目前，国内矿井软岩巷道支护常因软岩的力学特性复顶为中粒砂岩，厚度２．６ｍ，深灰色，中粒，以石英为主，层杂且难以掌握而问题百出，矿产单位也因此蒙受了巨大的面含炭质及白云母碎片，具波状层理，裂隙充填方解石脉。经济损失。其中，很多巷道受多种复杂高应力的影响而出直接底为泥岩，厚度１．２５ｍ，深灰色，含植物化石碎片。老现持续的变形破坏，软岩 ห้องสมุดไป่ตู้复杂性使矿产单位很难全面地底为细粒砂岩，厚度５．３ｍ，深灰色，细粒，成分以石英为掌握变形成因，所采取的补救措施不具有实效性。随着地主，次为长石，含白云母碎片及泥质条带，层面含炭质，具应力增大，地质条件越来越复杂，深部巷道支护条件也越交错层理，裂隙充填方解石脉。来越苛刻。围岩变形情况已超出了单一支护或联合支护的２支护方案可控范围，变形严重的巷道即使反复支护维修也无济于下图１为３００４岩中巷断面示意图。巷道埋深６６５ｍ。事，给矿井的安全生产造成严重影响。本文结合鹤煤八矿笔者综合分析了高应力软岩破坏机理，并开展了力学模型３００４岩中巷的工程地质条件进行探索和研究。研究及数值研究计算。巷道一次支护设定为强力锚网喷，１工作面概况薄弱部位二次支护采用预应力注浆锚索锚注耦合增强的鹤煤八矿３００４岩中巷位于八矿三水平中央采区，是组合加固。为３００４工作面服务的一条岩中巷，其位于矿井深部，煤层２．１顶板两帮加固。加固顶板两帮宣采用直径底板标高为：４５７ｍ一５３５ｍ，地面标高为：１３６ｍ，埋深：１２４ｍｍ、间排距３ｍ、长度顶部为３ｘ７０００，拱脚２ｘ５０００

复杂高应力软岩巷道支护技术研究

活动，但对南部轨道下山及联巷施工均无影响。该区域水文地质条件简单，预计施工过程中顶板将含有砂岩裂隙水，呈淋滴水状，是本层岩石强度但
低、度小、硬密度低，遇水软化、膨胀、解，分对支护
有一定的影响。
１复杂高应力软岩巷道支护原则
ｌ０２
１）（０
快，１月左右深部位移速度明显降低。部位到个深移速度从巷道开掘１始加快，２部位２ｄ开到２ｄ深
移速度明显降低。
鲁０８删】６ Ⅲ ０ｊ
狡４０
２０
０
ｌ
２
＋顶板下沉量＋左帮移近量有帮移近量距离／ｍ
在斜巷布置４个表面位移观测点，并进行定
期观测，录观测结果。从中选择２测点对其观记
测数据进行整理分析，绘制巷道初期变形和初期
最大移近量６ｍ，右帮最大移近量６ｍ，５ｍ２ｍ两 Leabharlann ２１年第５期０２
杨
明，等
复杂高应力软岩巷道支护技术研究
根据复杂高应力软岩巷道的特征，对一般软
２２斜巷围岩力学参数测试＿
岩石各项力学性质测试结果如表１示。岩所石力学实验表明：老顶单轴抗压强度＜０ＭＰ，４ａ弹性模量２５Ｇａ泊松比０４０８内聚力７８内５４Ｐ，．．，．，摩擦角２．。抗拉强度１１ａ４７，．ＭＰ。直接顶单轴抗８

极破碎顶板条件下的巷道支护技术研究与实践

极破碎顶板条件下的巷道支护技术研究与实践摘要：对于极其破碎顶板巷道，在锚网支护等主动支护方式无法有效使用的条件下，通过超前顶板化学浆加固，将顶板碎块粘结成一个整体，然后穿锚杆等方法控制空顶区顶板冒落，再用U型钢可缩性支架及工字钢架棚支护巷道，从而实现极其破碎顶板条件下的巷道安全掘进。

关键词：注浆加固穿锚杆U型钢支架工字钢架棚1 概述章村矿三井391817工作面运料巷沿9#煤层掘进，顺巷岩层倾角，顶板在大青灰岩水的长期浸泡下，变得非常脆弱，在巷道掘进过程中，顶板受掘进超前应力影响，极易破碎，和大青灰岩水一起涌入巷道，不仅无法使用锚网支护，而且由于顶板冒落严重，U型钢支架受顶板破碎围岩冲击，向前倾倒，无法形成有效支撑，因此巷道无法支护。

针对这种情况，我们对顶板注化学浆，在U型钢支架上方及前上方形成一个整体层，以此来阻止破碎围岩的冒落。

U型钢支护完成后，再在U型钢支架下加套工字钢套棚加强支护，从而形成U型钢、工字钢双层支护，实现巷道的安全掘进。

2 波雷因作用机理及其特性2.1 作用机理波雷因岩层加固材料是一种低发泡倍数的双液高分子材料，主要由树脂及多元酯组成，通过双液注浆泵压注，按1∶1的比例在混合器中混合，最终被压注到需加固的破碎岩层中，并反应生成强度高、粘结性强的泡沫材料，可有效提高注浆岩层的整体强度及抗渗性能。

2.2 技术指标及相关参数两种材料按1：1比例混合后，膨胀系数2～5，遇水后其膨胀系数可达10～15，并产生二次注浆压力，能渗透到岩层深部微细裂隙内，可有效地对破碎松软岩层进行加固，也可对岩层透水进行有效封堵。

波雷因的相关参数如下表1所示：波雷因具有如下物理特性：1）粘结性强，可与任何岩体表面产生较强的粘结力。

2）凝固时间可调，根据不同注浆要求，其凝固时间可从15s～15min之间任意调节，且能准确控制。

3）具有较好的韧性，抗压强度高，不但可以承受岩层的压力，还可以承受岩层的较大位移。

适用范围：适用于控制软弱岩层或富水岩层，可用于透水岩层或井壁的注浆治水、松软破碎岩层的注浆加固。

复杂地质构造带高应力区破碎围岩注浆加固技术研究与应用

中图分类号：Ｄ６．Ｔ２５４文献标识码：Ａ文章编号：０５２９（０１０．ｏ４０１０ — ７８２１）４０ｌ — ３
ＡｐｌｃｔｏｆＧｒｕｉｇａｍｐｅｏｏｉａｔｕｔｒｓｐｉａｉｎｏｏｔｔＣｏｎｌｘＧｅｌｇｃｌＳｒｃｕｅｗｉｈＢｒｋｎＲｏｋａｄＨｉｈＳｒｓｔｏｅｃｎｇｔｅｓ
摘
要：以五阳煤矿南丰７区生产系统受天仓向斜、６采断层带和陷落柱群等地质构造影响巷道破坏变形
严重为背景，介绍了动压巷道围岩变形破坏机理。通过采用注浆与锚杆锚索强力支护综合加固技术，围使岩体结构得到改善，破碎围岩恢复了完整性，承载能力得到有效提高，可锚性增强，能够为锚索提供足够的锚固力。围岩在高应力作用下发生变形的趋势受到锚索制约，并显著提高了围岩抗扰动能力，实现了矿井的安全生产。关键词：复杂地质构造；高应力；破碎围岩；浆加固注
五阳煤矿南丰７６采区生产系统位于天仓向斜、断层带和陷落柱群等地质构造附近，担负矿井除３０万ｔａ的原煤生产运输任务之外，０／还将为矿井后期开拓延深生产服务，道服务年限７。随着７巷０ａ６
ｎｓｉｍ．Ａｎｈｒｒｕｉｇｔｒｕｈｔｅｕｅｏｔｎｕｐｒａｄｃｍｐｅｅｓｖｔｎｔｅｉｇｔｃｎｌｇｔｅｒｃｓｔｕｔｒａｅｎｃｏｏｔｏｇｓｆｓｏｇｓｐｏｔｎｏｒｈｎｉｅｓｅｇｈｎｎｈｏｏｙ，ｈｋｍａｓｓｃｕｅｈｂｅｇｎｈｈｒｒｅｏｒｓｉｒｖｄ，ｒｓｒｄｔｅｉｔｇｉｆｂｏｅｏｋ，ｅｆｃｉｅｙｉｒｖｅｃｒｉｇｃｐｃｔａｅｅｈｎｅｃｏ，ａｌｒｖｄｄ・ｍｐｏｅｅｔｅｎｅｒｔｏｒｋｎｒｃｏｈｙｆｔｌｅｖｍｐｏｅｔａｒｎａａｉｃｎｂｎａｃｄａｈｒｂｅｔｐｉｅａｅｈｙｙｎｏｏｑａｅｃｌｎｈｒｇｆｒｅｏｋｕｄｒｈｇｔｓｈｒｎｆｅｏｍａｉｎｃｎｔａｎｄｂｅａｃｏ，ａｄｓｎｆａｔｒｖｈｕｔａｅａｃｏｎｃ．Ｒｃｎｅｉｈｓｒｓｉｔｅｔｄｏｆｒｔｏｓｒｉｅｙｔｎｈｒｎｉｉｃｎｌｉｏｅｔｅｂｉｏｅｎｅｄｏｈｇｉｙｍｐ

破碎围岩及动压巷道的支护技术

基金项目：福建省教育厅科学研究资助项目（ JB09211 ）
分析·探讨
的支承作用。即以护为主，以支为辅，是加固并保护松动圈而不是支护松动圈的一种较为合理且适用围［1 ］岩相对破碎的一种支护形式。 2． 1 锚杆作用锚杆支护是锚网喷支护中的支护主体。通过锚杆伸入围岩内部，并与一定范围内的围岩共同作用来支护巷道，在锚杆挤压加固的作用下，很好的将 “锚杆－围岩 ” 连接，让围岩保持一定稳定性，此时围岩既是外载来源，又是支护结构，能充分发挥围岩自承能力，组织上部围岩的松动和变形。根据悬吊理论，用锚杆将下部不稳定岩层悬吊在上部稳定岩层中，阻止软弱破碎岩层垮落，如图 1。
长期以来，岩石巷道的支护主要采用金属支架支护，对围岩相对破碎的岩石巷道主要采用锚杆支护、喷浆支护或锚喷支护。然而，随着开采深度的增地质条件变得更加复杂，岩层裂隙和断层构造愈加，来愈多，矿井地压及水平向地应力明显增大。金属支架的支护由于岩层裸露的时间长，围岩易风化，造成顶帮脱层、冒落；由于地压大且受采动影响，锚杆喷浆支护和锚喷支护的支护效果也开始退化，支护、巷道返修工作量不断增加，大大增加了工人的劳动强度和经济损失。如何有效保持此类巷道和硐室的稳定性，是深部巷道施工支护必须认真探索的课题。 1 工程概况
属于坚硬岩层，原来已采用喷射砂浆岩层都为砂岩，支护。由于 2 处石门都位于 3 段地层，围岩易风化，加上原有地质条件和断层裂隙带的影响，使巷道围同时，其周边都有相应的队岩处于破碎的松动圈中，伍在进行采掘活动，由于受到采动的影响，巷道顶帮，易脱层原有的砂浆支护出现脱落掉层现象，时常在拱顶和巷道壁中会掉落岩块，巷道受到了严重的破坏，极大的影响巷道的正常安全使用。 2 巷道支护设计

复杂条件下掘进巷道支护技术应用分析

复杂条件下掘进巷道支护技术应用分析【摘要】随着现代经济社会的快速发展与持续推进，社会发展对煤矿资源的需求量逐渐提升，带动着煤矿企业的持续发展。

然而，随着煤矿企业对既有资源开采强度的不断加大、开采深度的不断延伸，煤矿开采区域，特别是集中性煤矿开采区域所处的工程地质条件更加复杂与多变。

在此过程当中，地质条件对煤矿开采产生较大的影响，要求在掘进过程中对整个工作面进行良好的支护。

基于此，本文首先介绍了掘进巷道围岩破坏机理，其次分析了巷道的支护形式，重点探究支护技术的应用。

希望能为煤矿的采掘工作安全性的发挥提供重要的理论依据。

【关键词】复杂地质条件煤矿掘进支护技术应用分析现如今，我国煤矿开采主要为地下开采。

在煤矿生产中，井巷工程是一个不可或缺的环节。

在某些条件下，特别是软岩巷道等复杂条件下，如何对围岩变形量加以有效控制，是目前各煤矿生产企业和相关科研院所的重要研究方向，只要很好地解决这一难题，它就能够提供有效的煤矿生产空间，同时也能够保障煤矿生产的安全进行。

本文首先阐述了掘进巷道围岩破坏机理，而后又对支护形式加以分析和探究。

1 掘进巷道围岩破坏机理如果巷道在煤岩层中掘进，当巷道开挖以后，围岩的原岩应力出现失衡，而后会逐渐趋于稳定，形成新的应力平衡状态。

这种新的平衡应力一般为弹、塑性分布，主要由岩石的强度而定。

由于岩体受到的初始应力较大或岩体具有较低的强度，当巷道开挖后，巷道围岩的应力将会远远高于岩体的屈服强度，掩体就会出现塑性变形，此时应对巷道进行支护，以防止巷道围岩发生失稳破坏。

当巷道掘进后，巷道围岩就会暴露出来，从而使得某些位置形成应力集中现象，这些位置主要有：第一，巷道两帮岩梁支撑点处；第二，岩梁断裂后与巷道的点接触处。

可以结合岩体力学理论，确定巷道围岩的应力分布情况。

巷道掘进后的主要特征有：（1）巷道掘进之前，巷道围岩的各个质点均处于受力平衡之中，而巷道开挖后，巷道围岩的应力平衡状态遭到破坏。

但巷道围岩还受到其他应力，它既是其他介质的载荷，也为其他介质提供一种反作用力，这可以防止巷道围岩发生一定的变形，从而保证了一定的巷道空间。

深部破碎巷道支护工艺的探索与研究

深部破碎巷道支护工艺的探索与研究摘要：本文结合鹤煤八矿的实际情况和3004岩中巷的工程地质条件，对深部破碎巷道支护工艺进行了全面探索与研究。

关键词：二次支护深部围岩锚索锚注耦合加固随着浅部资源的逐渐减少和枯竭，地下开采的深度越来越大。

现阶段，国内煤矿采深以8～12m/a的速度增加，预计未来二十年，开采深度将达到八百到一千米。

国内几大矿区目前陆续实现了深部开采，在浅部属于硬岩的岩层，深部为软岩岩层，巷道围岩的稳定差，井下作业人员的人身安全得不到保障。

目前，国内矿井软岩巷道支护常因软岩的力学特性复杂且难以掌握而问题百出，矿产单位也因此蒙受了巨大的经济损失。

其中，很多巷道受多种复杂高应力的影响而出现持续的变形破坏，软岩的复杂性使矿产单位很难全面地掌握变形成因，所采取的补救措施不具有实效性。

随着地应力增大，地质条件越来越复杂，深部巷道支护条件也越来越苛刻。

围岩变形情况已超出了单一支护或联合支护的可控范围，变形严重的巷道即使反复支护维修也无济于事，给矿井的安全生产造成严重影响。

本文结合鹤煤八矿3004岩中巷的工程地质条件进行探索和研究。

1 工作面概况鹤煤八矿3004岩中巷位于八矿三水平中央采区，是为3004工作面服务的一条岩中巷，其位于矿井深部，煤层底板标高为：457m～535m，地面标高为：136m，埋深：539m～671m。

在高围岩应力的影响下，此巷道变形十分严重，特别是3004工作面下顺槽出煤横川口向北50m，由于受3004工作面的采动影响，是反复维修的一段施工巷道。

3004工作面由北向南推进，现阶段下安全口距出煤横川口只有70m，上覆岩层受采动影响，在高围岩应力的作用下，巷道变形严重，维修困难。

3004工作面位于三水平中央采区工作面，煤层为二叠系山西组二1煤层，工作面走向长200m，倾斜平均长125m，煤层倾角为28°，二1煤层走向ne转向nw，倾向se转向ne，工作面开采煤层为二叠系山西组二1煤层，层位稳定。

煤矿井下复杂顶板巷道支护工艺研究与应用

煤矿井下复杂顶板巷道支护工艺研究与应用郝宏伟（山西煤炭运销集团簸箕掌煤业有限责任公司，山西大同037000）摘要：针对新村煤业13111上顺槽A进巷道顶底板软岩巷道顶板变形严重、支护困难等问题，通过从理论研究、取样分析、现场测试等方面进行研究，在此研究的基础上对原巷道施工断面、锚杆索支护参数、支护工艺等进行优化改进。

经现场应用及测试结果显示，采用优化后的支护方，巷岩变形得到有效控制，工作面实现了安全高效回采。

关键词：软岩顶板；岩变形；取样分析；支护优化中图分类号:TD353文献标志码:A文章编号：1009-0797(2021)02-0193-04Research and application of supporting technology for complex roof roadway in coal mineHAO Hongwei(Bojizhang Coal Industry Co.LTD,Shanxi Coal Transportation and Marketing Group,Datong037000,China)Abstract:In view of the serious deformation of the roof and the difficulty of supporting in the soft rock roadway of the top and bottom plate of the13111upper tunnel in a certain mine,through the research from the theoretical research,sampling analysis,field test and other aspects,on the basis of this research,the original tunnel construction section,anchor cable supporting parameters,supporting technology and so on are optimized and improved.The field application and test results show that the deformation of the surrounding rock of the roadway is effectively controlled by the optimized support scheme,and the safe and efficient mining is realized in the working face.Key words:Soft rock roof;Deformation of surrounding rock;Sampling analysis;Support optimization0引言复杂地质条件下软岩巷道顶板支护技术一直是煤矿井下巷道掘进支护所面临的重点问题之一叽新村煤业现主采的3#煤层，煤层直接顶和直接底均为泥岩，其中直接顶岩层厚度平均4.9m，最岩层厚度达到&8m,因直接顶泥岩层较厚，巷道掘进期间采用锚网索支护时经常出现锚固力达不到要求，支护效果非常差。

高应力破碎围岩回采巷道支护技术研究

２６．１
３５．７
根据巷道布置，为方便工作面回采和节省工程费用，所有顺槽和沿的。煤层掘进的巷道以及横贯一般均采用矩形断面；井底车场、过构造带和１．工作面概况抬头段等穿层巷道、硐室工程均采用半圆拱形断面。巷道断面以通风高河煤矿二采区１２０３２１工作面主采３号煤层位于山西组下部，夹能力或运输设备外形尺寸及安全间距确定，硐室工程以设备外形尺寸安全间距确定。所有巷道除局部必要的部位采用混凝土砌碹矸０～５层，一般１～２层，厚０～１．４５ｍ，一般厚０．２７ｍ，以距底板约１．２ｍ及检修、均为锚喷、锚网喷、锚梁网喷或锚梁网支护，必要时增加左右的一层较为稳定；煤层可采厚度为５．１５～８．４４ｍ，平均厚６．７１ｍ，厚和支架支护外，度较为稳定，结构简单，煤层倾角２～６。，属近水平煤层。煤层顶板为泥锚索；一般硐室采用锚喷支护，特殊的大型硐室采用钢筋混凝土或混凝岩、砂质泥岩、粉砂岩，局部为砂岩。底板为黑色泥岩、砂质泥岩、深灰土砌碹支护。３．巷道断面设计色粉砂岩。矿井为高瓦斯矿井，煤尘具有爆炸危险性，煤层为不易自然巷道断面形状选择受地应力大小及方向、掘进工艺、巷道用途和服发火的煤层，矿井没有地温危害，３号煤层水文地质条件较为简单，井田的北部、中部及南部局部地段由于受到基岩风化带和松散层含水层等务年限以及巷道的支护材料和支护方式等因素制约，根据高河煤矿开现有的支护状况，可以选择矩形断面和半圆拱形断面。对于半的影响及断层、陷落柱的存在，可能导通了含水层间的水力联系，水文采深度、受力条件较好，但是设备运输利用率较低，如果要满地质条件趋于复杂。根据３号煤及其顶板的物理力学性质、煤层结构、圆拱形断面来说，开采深度等自然因素对综放开采顶煤冒放性影响的综合分析，且３号足大采高设备运输需要，则巷道净断面至少为５０００ａｍ×４ｒ０００ｍｍ，而对煤层顶煤冒放性较好，该煤层宜采用综采放顶煤开采。于矩形断面来说，巷道运输利用率较高，巷道净断面设计为４５００× ２．煤岩物理力学参数测定结果４０００ｍｍ即可满足大采高设备的运输需要。另外高河煤矿３号煤层裂设计为半圆拱形时成形困难，填充工程量及材料消耗量较大。煤岩物理力学参数的测定结果可以为巷道支护设计提供理论依隙发育，据，笔者在１２０３２１工作面回风巷取样进行试验，试验采用ＲＭＴ一１５０Ｂ煤因此，考虑高河煤矿开采深度、顶板条件以及工程经验，选择矩形断面岩力学试验系统进行测定，测定结果见表１。最为合适。表２煤巷锚杆基本支护形式与支护参数支护参数

浅析深部围岩巷道支护技术

羞缓
浅析深部围岩巷道支护技术
曹庆宇禹州市诚德矿业有限公司
【摘要】由于我国煤矿地质条件较为复杂，巷道支护作为一项重要的煤矿开采技术在煤炭资源开采中具有着重要地位。传统支护方式已不能满足围岩巷道的支护要求，尤其在遇到不稳定的破碎围岩的情况下本文通过综合采用锚注支护工艺、预应力锚索加固等方式、锚网喷注耦合支护技术的描述，介绍了深部不稳定破碎围岩巷道的支护。【关键词１深部；破碎围岩； ’ 支护工艺
１．引言随着矿井开采深度的增加，自重应力也随之增加。由于巷道围岩的集中应力大干其自身强度，巷道会发生各种形式的变形和破坏。矿山压力显现明显，易发生极具破坏性的冲击地压。矿井深部岩层中也会出现类似软岩的问题，在进行巷道支护时会遇到很多困难，严重影响煤矿正常的安全生产。对深部巷道支护问题的研究已显得尤为重
要。
３．锚注支护技术传统的处理破碎围岩处巷道破坏一般是被动地采用加强支护的手段，如架对棚、增加支护密度、砌碹等。但是如上文所述，这种方法
深部围岩巷道由于受三高（高温、高围压高孔隙压力）的影响而产生与浅部围岩巷道所没有的大变形、强蠕变等特征。岩体单元体所在位置及应力状态示意图见图１。
可能会导致巷道的深度破坏。因此，在国内外专家学者以及技术人员的深入研究下，开发出了采用壁内注浆的方式主动地加强巷道围岩的强度，在一定程度上可以保证巷道的稳定性及安全使用。在隧道施工、坝基加固这类工程中广泛应用的锚注支护工艺在煤矿开采中的应用还未见成熟，所以具体的锚注参数和工艺还有待完善。目前我国成功开发的将锚杆与注浆结合起来的锚注一体化技术应用范围广泛，在地下建筑、隧道、地铁、土木工程等领域中都有成功案例，当然在煤矿巷道中也有典型实例，如淮南潘三矿受地质作用影响，其巷道严重变形且维护极为艰难，但采用锚注支护技术之后，巷道损坏得到明显控制，取得显著修护成效。３．１锚注支护技术的作用机理锚注支护技术将锚杆和注浆结合起来，一般来说，破碎围岩中的巷道在经过打锚杆注浆之后，破碎结构的围岩将会被胶结成拱形连续体加固圈。加上之前的锚杆本身具备悬吊和挤压等功能，双重作用之下，巷道围岩本来沿径直方向挤压的压力便可转化为切线方向的压力，这可以防止围岩的进一步松动，从而保证较小的阻力也能够使巷道围岩处于长期的稳固状态。

高应力破碎岩体中巷道支护技术的应用与研究

高应力破碎岩体中巷道支护技术的应用与研究高启波;贾琪【摘要】金川矿区不良岩层较多,岩体结构面十分发育,岩体整体强度低,地应力大.巷道掘进后围岩变形量大,变形速率快,支护体破坏严重,其中40％的开拓巷道需在半年内重新进行返修.基于高应力破碎岩体及采矿过程的扰动影响,主要叙述了包括高强度锚杆锚索支护、底部钢管梁支护及早期强度最大化等巷道支护新工艺、新材料的施工技术措施,对支护参数等相关技术问题进行了分析探讨,提出了提高岩体强度、支护体强度及确保巷道稳定性的有关技术措施,提高了岩体自身的承载能力,加强了巷道的整体稳定性.【期刊名称】《有色金属（矿山部分）》【年(卷),期】2016(068)003【总页数】6页(P70-74,82)【关键词】高应力;破碎;围岩;巷道;支护【作者】高启波;贾琪【作者单位】金川集团矿山工程分公司,甘肃金昌737100;金川集团矿山工程分公司,甘肃金昌737100【正文语种】中文【中图分类】TD353金川镍矿是世界上特大型铜镍矿床之一，埋藏深，地应力大。

目前，随着开采深度的增加(井下回采最深达1 000 m)，巷道围岩的压力也越来越大，尤其巷道位于采动影响、软弱膨胀岩层和破碎带等不稳定岩体中，围岩弱面发育，使得巷道围岩稳定性较差，这就给巷道围岩控制和维护带来了极大的困难。

在这些复杂困难条件下，采用常规的喷锚网及U型钢筋拱架支护，支护效果往往不佳，据初步估算，工程施工的80%巷道处于工程稳定性差的不良岩体中，巷道掘进易发生片帮、冒顶、底鼓等现象，支护体破坏严重，以978 m分段采准工程为例，在开始掘进的一年当中，总计大小冒顶5次，给巷道掘进与支护带来很多困难，巷道支护后，局部地段的变形破坏达1.5 m。

在978分段进入生产前，总体进行了三次返修，个别地段多次进行返修和处理，严重影响工程施工及矿山的正常生产。

1.1 地质构造矿区由于岩浆岩的侵入作用及其相互穿插，使岩层的完整性很差。

复杂地质条件下采区上山分段支护加固技术研究

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２０７・
工程科技
复杂地质条件下采区上山分段支护加固技术研究
赵亮
（淮北矿业股份有限公司祁南煤矿，安徽宿州２４１）３１１
摘要：本文以祁南煤矿８４采区主体上山地质和施工技术条件为具体试验研究背景，在巷道围岩的变形过程中不同阶段分别采取 “ ”“ 、支” “ 等技术进行维护，护、让” “ 、限” 以适应围岩的变形特征，并最大限度地利用围岩的自承能力，实现围岩稳定。关键词：复杂地质条件；分段支护；究分析研
１概况
ｂ×ｈ４０ｍｍ ×３０ｍｍ：＝２０６０
一
次锚网喷支护：采用Ｇ一２ ×２０ｍ超高强螺纹钢高强预Ｑ２４０祁南煤矿８４采区主体上山位于８区中部，４采从南向北依次为行人上山、轨道上山、回风上山、运输上山，各上山间平面间距３ｍ。应力锚杆加电弧焊钢筋网联合支护，每根锚杆采用两节Ｋ９０和０２５根据生产揭露情况分析，巷道在施工过程中将揭穿８９煤层，、巷道Ｚ９０型树脂药卷加长锚固，锚杆采用２０×２０２５００ｍｍ新型大托盘；位于７煤底板下２ — ０２０５ｍ范围内施工。巷道在掘进的过程中揭露锚杆间距８００ｍｍ，排距８０ｍ。锚杆初锚扭矩不小于３０ｍ，固０ｒａ０Ｎ锚两条大的断层，巷道水文地质条件简单，预计该巷道在７煤层底板力不小于８ｋ２０Ｎ。下约１ｍ范围内掘进期间瓦斯涌出量可能较大。巷道大角度上山０４２二次锚带网索支护．且穿煤施工，泥岩段遇水易泥化。巷道中部在Ｆ２和Ｂ２两断层１Ｆ１根据巷道来压变形情况，合理确定二次支护与一次支护的间隔之间施工，预计地压活动较为强烈，施工中加强顶板管理。巷道在施时间，初步定为滞后５ｍ。０工至断层破碎带附近有水量增大的可能。４２１．．采用Ｇ一２８０Ｑ２ ×２０ｍ超高强螺纹钢高强预应力锚杆加纵向Ｍ４钢带（４０ｍ加电弧焊钢筋网联合支护，根锚杆采用长００ｍ）每２巷道维护特点根据现有资料分析，４采区主体上山巷道维护特点主体表现两节Ｋ９０和Ｚ９０型树脂药卷加长锚固，８２５２５锚杆采用１０×１０５５ｍｍ在以下几方面：．ａ巷道将穿过Ｆ２和Ｂ２两个大断层，１Ｆ１且需穿过８Ｍ型托盘；锚杆间距、９煤，预计地压活动较为强烈，易造成巷道变形破坏。ｂ巷道周围应８０ｍ，排距８０．０ｍ０ｍｍ。力变化剧烈，局部地段应力集中，水平应力大，必然造成帮部的大变锚杆初锚扭矩不小于形；巷道底部与顶端为强拉应力区，易造成底鼓与冒顶。ｃ目前已３０ｍ，锚固力不小于．从０Ｎ０施工的邻近８区回风上山下段及回风斜巷的情况看，巷道围岩８ｋＮ。４采岩性较差，山压力显现情况严重。且考虑该采区为多煤层联合布矿４２２每断面锚索．．置采区，上山将受多次回采动压影响时，巷道变形破坏较为严重。ｄ布置三套，规格为．巷道服务年限长，对变形控制要求高。１ｍ长度为８ｍ，３巷道支护基本技术路线６０～５０５０８０ｍｍ（具体长在巷道围岩的变形过程中维护，针对性地采取分阶段加固加固度视锚固端岩性而定）补强措施，在不同阶段分别采取“ ” “ 、支 ” “ 技术，护、让” “ 、限” 以适应采用４０× ０ｍ０４０ｍ大托围岩的变形特征，最大限度地利用围岩的自承能力，并实现围岩稳盘，中间一排在顶板中定。央，间距 × 排距６０６０每施工分四步进行：．ａ简单释放，喷薄层保证安全．．用锚喷１０ｍｍ ×１０ｍｍ，仅ｂ利支护的柔性变形使围岩在根锚索配置快速和中速有效约束下让压；．过二树脂锚固剂各２卷，ｃ通预图３巷道锚注示意图次锚带网支护，进一步控制紧力１０Ｎ，０ｋ喷浆封闭。＼Ｊ巷道变形；．过全段面注正常情况下顶锚索紧跟迎头施ｄ通浆加固，防止围岩松动破工安装。坏，实现长期稳定。４３全断面注浆加固．４支护方案及支护参在巷道进行二次支护后及＼Ｉ－／ｌ ‘ 数设计时进行全断面注浆加固。８区主体上山正常４采４３１杆采用内锚外注式．．锚地段采用锚注联合支护，强力注浆锚杆，规格为２特０× 殊地段采用高强预应力锚２５ｍ００ｍ。一卷Ｋ３０型树脂锚２５＼杆与全封闭Ｕ型支架相结固剂端锚，固力７，锚ｔ每个孔口合的综合控制方案，特别破采用２卷快硬水泥药卷封孔。图１一次锚网喷支护示意图４３２帮顶注浆锚杆间距为．．碎地段需要结合超前预注浆技术。１ — ．ｍ（．１５即断面内布置７根）３，４１．高性能超强预拉力排距１ｍ（．４施工中根据现场注锚网支护支护参数浆情况及围岩松动情况及时调据现场资料分析，巷道整布置参数）锚杆垂直于巷道；围岩较为破碎，裂隙发育，轮廓线，底角注浆锚杆下扎Ｏ水平应力大，于典型的松３。属软破碎高地压围岩巷道。因４３３注浆采用５５．．２＃普通图４顶板离层指示仪的布置方式此考虑一定的预留变形与硅酸盐水泥，浆液水灰比为０７～．，泥添加剂为水泥用量的４．１水５１％满足巷道使用要求，步确６注浆压力为２０３０ａ稳压时间为１０ｉ。初％，．— ．ＭＰ，５２ｍｎ定巷道断面尺寸为：５矿压监测８４采区行人、道、轨运为了观测锚杆支护效果，研究支护参数的现实合理性，进行顶板图２一次锚带网索支护示意图输及回风上山巷道尺寸：离层监测。巷道中安设的顶板离层指示仪，１０每０ｍ（下转１６页）Ｏ

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复杂地质条件下破碎围岩巷道支护加固技术研究与应用
提要：以霄云煤矿1301轨道顺槽巷道工程为例，介绍了断层破碎带和高冒区巷道支护加固技术的应用，重点说明了减小巷道掘进循环进度，放炮后及时喷射混凝土，冒顶区及时施工撞楔，帮部补打锚索及严格控制巷道高度等施工措施。

通过采取以上措施很好地控制了巷道围岩变形，取得了良好的效果。

关键词：井巷工程；断层破碎带；撞楔；支护
一、概述
1301轨道顺槽位于霄云煤矿一采区西侧，最近处距DF61断层（H=40~200m）91m。

巷道设计为矩形断面，净宽×净高=3400mm×2800mm，锚网梯支护，锚杆选用Φ20×2100mm左旋无纵筋细丝螺纹钢锚杆，锚杆间排距800×800mm，沿3煤顶板掘进。

二、巷道破坏原因分析
1301轨道顺槽由于距离DF61大断层较近，巷道内次生断层异常发育，工作面岩性处于半煤岩和全岩交替状态，始终未进入稳定煤层。

且受大断层拉伸、挤压等应力影响，岩石硬度差，破碎易风化，局部地区出现了倾角80°左右的断层面并含有煤粉、泥岩夹层。

巷道掘进时多次出现煤炮，在很短的时间内即出现顶板下沉、两帮外凸等压力显现。

巷道变形严重（见图1），失修率较高，现有支护方式已经远远满足不了围岩控制要求。

三、支护加固方案优化
为加强巷道支护强度，现场采用喷浆、补打帮部锚索和撞楔法过高冒区等加固措施，很好地控制了巷道围岩变形，取得了良好的效果。

1.巷道断面修改为直墙半圆拱，支护方式为锚网喷（初喷）+锚索
由于围岩为断层破碎带不规则的泥岩夹层，岩石破碎，自稳能力差，遇水易风化。

为及时封闭围岩，避免岩石风化冒落并阻止破碎带向深部扩散，采用一掘一喷的方式掘进，围岩条件较好时先锚后喷，条件较差，破碎较严重时采用先喷后锚的方式，并严格控制迎头生产用水，避免大量水溅到围岩上，影响到围岩的物理强度。

顶板岩石的整体性较差，造成矩形巷道顶板易出现挠度较大的下沉，并在锚杆末端出现离层。

而拱形巷道的围岩加固效果要明显优于矩形巷道，为增强巷道的力学效果，将巷道断面修改为直墙半圆拱，并在巷道正顶及两肩窝处补打锚索加强支护，在巷道前进方向上每两根锚索共用一根由11#槽钢制作的锚索梁，锚索规格为Φ17.8×5000mm，间排距2400×2000mm，呈“”一二一”交替迈步前进。

在放炮掘进方面，采用多打眼、少装药，短掘短支，风手镐刷大断面的方法，严格控制巷道成形。

支护时尽量使用锚索机打眼，岩石硬度小时严禁用风钻，选用帮部锚索机或风煤钻以减少对围岩的震动冲击。

2.两帮变形移近量大时更换长锚杆，并补打帮补锚索
1301轨道顺槽前620m为平均14°的下山，之后逐渐转为上山，为了满足轨道运输需要，在最低点处做一平车场。

由于顶煤难留，大部分巷道都超高严重。

受断层破碎带及顶板淋水影响，两帮稳定性差，围岩遇水膨胀，掘进后很短时间内即出现两帮外凸，移近量明显增大的压力显现。

而且锚杆随帮部整体移动，说明破碎带已经发展到2m以外。

为了加固围岩，提高围岩的自稳能力，使用长锚杆+锚索主动支护形式，对两帮加固，具体措施如下：
①锚杆长度增加至2.4m并全长锚固，帮部锚索规格为Φ17.8×3200mm，锚固剂用量不少于三棵，在帮部距底板2m位置开始打注，巷道高度大于3.5m时在第一棵锚索与顶板中间位置再增加一棵。

锚索排距为2m，沿巷道前进方向每两棵锚索使用一根锚索梁。

②在出水点处设置导管引水，将水管埋入巷壁并喷浆掩盖，水直接排入水沟，避免了渗水向围岩深部扩散造成吸水膨胀的情况，同时也对淋水恶化工作环境的状况得到缓解。

③严格控制巷道高度，正常情况下保证巷道高度不大于3m。

围岩加固后在现场选择5组点（每隔7m选一组）进行两帮移近量观测，通过连续15天观测，变化情况如上图。

通过上图可以看出，围岩加固后13天内两帮移近量逐渐增加，之后则趋于稳定，巷道总变形量在设计要求范围之内。

3.撞楔法顺利通过高冒区
巷道掘进至718m处时遇一落差为3.5m断层，前方煤层上抬，受断层拉伸影响断层面处巷道出现冒顶，最高处达 2.1m。

为了防止冒顶区扩大，及时对全断面进行了锚网喷支护。

在通过冒顶区时主要采用了撞楔法，并对顶板进行特殊保护。

①在冒顶区前方的立面上画出巷道轮廓线，在轮廓线上每隔400mm向前进方向打注一棵支护锚杆，锚杆微向外张开，压上钢筋梯后上紧达到预紧力。

②执行好短掘短支措施，单轮循环只掘进一排，掘完一排后立即进行永久支护，将撞楔用的锚杆托在锚网梯之外。

③加工制作拱形锚索梁，一梁三棵锚索，锚索间距 1.2m，每排都紧跟锚索支护至迎头。

④每掘进两排即进行一次撞楔，直至顶板锚杆全部锚入稳定岩层为止。

⑤耙装作业时严禁将回头轮固定在顶板上，以防顶板额外受力下沉。

四、结论与建议
过断层破碎带，采用爆破法落煤岩时，要尽量少打眼、少装药，放小炮，尽量保持围岩的稳定性，降低对围岩的震动破坏。

在断层中掘进，应做到一次成巷，尽可能缩短围岩暴露时间，减小顶板出露后的挠曲离层，提高顶板的稳定性。

喷射混凝土能使喷层与岩石的粘结力和抗剪能力一起抵抗围岩的破坏，放炮后及时喷射混凝土能防止围岩风化冒落，阻止破碎带向深部蔓延，形成相对封闭的保护层。

实践证明，过断层时，减小巷道掘进循环进度，放炮后及时喷射混凝土，冒顶区及时施工撞楔，帮部补打锚索及严格控制巷道高度大大提高了巷道的稳定性，控制了围岩的变形，对其他巷道的支护设计起到了很好的借鉴作用。