松软破碎围岩地层掘进、支护方式

松软破碎围岩地层掘进、支护方式摘要：针对在建某煤矿井底车场地压大、围岩松软，极为破碎、巷道爆破成型差，支护后巷道变形严重问题，通过对巷道围岩破坏机理的分析，确定了一套采用钢管帷幕法前探支护掘进，36U型钢＋壁后、巷底注浆的支护技术，实践表明，该技术有效解决了松软围岩巷道掘进支护难的难题。关键词：松软围岩钢管帷幕法前探支护新型支护注浆

该煤矿设计生产能力为300万t/a，目前正处于开拓建井阶段，由于井底车场巷道、硐室所处围岩岩性以炭质泥岩为主，由于受断层等地质构造影响，井底车场所处岩层节理裂隙极为发育，在施工初期工作面放炮后在支护过程中，大量破碎矸石冒落，采用放炮后及时喷浆的方法也不能阻止矸石冒落，对施工生产安全造成极大威胁。并且按原设计支护方案出现了巷道前掘后修、反复修复的被动局面，部分巷道虽已经过修复，但仍然难以有效地控制巷道围岩强烈变形。为此，在井底车场3#—4#交叉点及－325轨道石门掘进采用了钢管帷幕法前探支护进行掘进施工，支护方式采用了36U 型钢＋壁后、巷底注浆的新型支护技术。经过实践表明，此新型支护技术有效地解决了井底车场巷道掘进、支护难的难题。

1地质基本概况

煤矿井底车场为卧式车场，3#—4#交叉点及－325轨道石门是矿井运输的首要咽喉通道，其所处围岩岩性以炭质泥岩为主，该岩层节理裂隙极为发育，遇水极易泥化膨胀，该岩层位于巷道中下部，见图1；局部巷道顶部为二1煤，该煤层极为软弱，且极易风化、潮解，由于二1煤顶板为完整性很高的中粒砂岩，在掘进过程中巷道围岩局部冒落严重。

2原掘进支护状况

井底车场3#—4#交叉点及－325轨道石门初期掘进按照常规的掘进方法掘进放炮，由于岩石及煤层极为破碎松软，极易发生冒顶事故，原使用的前探支护，不能有效的控制顶板冒落，工作面放炮后在支护过程中，大量破碎矸石冒落，初期采用放炮后及时喷浆的方法也不能阻止矸石冒落，对施工生产安全造成极大威胁。

最初设计为普通锚网支护，锚杆间排距为800×800mm，该支护难以控制巷道围岩的强烈变形，采用了补打顶板锚索和36U型钢棚支护进行修复，并对巷道全断面进行喷浆封闭，但巷道修复后大量存在喷层开裂、锚索梁大量屈服破坏现象，巷道两帮也存在明显变形。最大变形量达到0.8m。

3钢管帷幕法前探支护掘进方式

针对岩石破碎松软的特点，根据围岩性质及施工工艺分析，主要是在放炮后初期临时支护不能阻挡顶板破碎岩石的大面积垮落，在巷道施工前采用1寸钢管按照200mm间距围绕巷道轮廓线对巷道顶板围岩封闭，钢管长度3米，采用少装药、放小炮的施工方法，每次掘进1.5m，钢管在未施工巷道的剩余长度为1.5米，相当于在掘进中施工了超前支护，人员在超前支护的掩护下立即进行架设U型钢支护施工，有效的控制了巷道围岩冒落，保证了巷道成型质量及施工速度。确保了施工安全。

4新型支护技术

4.136U型钢＋壁后、巷底注浆

4.1.136U型钢棚架设在巷道掘进出断面后，立即对其进行对其进行喷浆临时支护，然后按照设计0.5m间距架设36U型钢棚，在36U型钢棚后敷

设一层φ6.5钢筋焊接的金属网，网孔100×100mm，以便对36U型钢棚后空隙进行矸石充填。充填完毕后喷浆100mm将充填层覆盖。

4.1.236U型钢棚壁后充填注浆采用36U型钢棚作为基本支护，针对36U型钢棚壁后不均匀空隙，同时考虑到巷道围岩裂隙十分发育的实际情况，采用充填注浆技术加固围岩，一方面通过注浆将支架与围岩耦合为一体，实现支架与围岩共同承载；另一方面通过注浆加固围岩，提高围岩体本身的稳定性。

4.1.3通过巷底注浆使底板松软岩体、注浆结石体和锚杆有机地结合成整体，改变了岩体的力学特性，增加了岩体的强度和完整性，有效改善了底板的应力状态，控制巷道底臌，缓解巷帮内移，从而提高支架的稳定性。

4.2技术措施

4.2.1基本支护

（1）采用四节半园拱形36U型钢支架。

（2）采用钢筋网背板，提高支架的护表性能。

（3）采用双槽形夹板上、下限位卡缆，改进后的卡缆需经热处理，提高其刚度，提高支架的整架性能。要求拱形支架的连接处用3付卡缆，2付双槽夹板限位卡缆，一付普通夹板卡缆。

（4）支架棚距为500mm。

(5)全断面喷浆封闭，喷层厚度100mm。

4.2.2补强支护

（1）围岩强度补强根据揭露的巷道围岩状况表面，围岩节理裂隙极为发育，且3#—4#交叉点及－325轨道石门处于应力集中区，自身强度较

低的炭质泥岩很容易屈服破碎，因此，通过注浆加固手段不仅能够显著改善巷道围岩状况，而且能将已有的36U型钢支护承载能力进一步提高。

①巷帮注浆加固在距巷底500mm、肩窝和巷顶共布置6根注浆锚杆，布置参数见图2。

注浆参数注浆锚杆材质为1寸钢管加工，帮部注浆锚杆长度为3000mm，底部注浆锚杆长度为2000mm，内端为锚固段，中部为带注浆孔的注浆段，长度450mm，钻有10个孔径为8mm的注浆孔，均匀布置，锚杆尾部有40mm长螺纹与注浆泵出浆管高压快速接头连接。注浆锚杆内锚固段采用普通的快硬膨胀水泥药卷，外锚固段采用喷射混凝土密封。

注浆材料的选择主要考虑以下原则：浆材结石体最终强度高，