徐延峰

【摘 要】介紹了井巷軟巖運輸大巷交岔點變形破壞、局部冒頂，利用松動圈支護理論設計支護，采用錨噴網施工工藝返修等措施，以及取得明顯技術經濟效果。

【關鍵詞】錨噴網；軟巖；冒頂；松動圈支護理論

0.概述

蒼村煤礦設計生產能力30萬t/a，地質條件中等，平峒開采，全礦有600m失修巷道，其中，100m巷道嚴重失修，影響了礦井的生產與安全。目前承當全礦運輸任務的運輸大巷交岔點段就是嚴重失修巷道之一。原為料石砌碹支護，生產過程中支護發(fā)生嚴重破壞后，用U型鋼可縮支架進行了返修，但是返修并不成功，幾個月就得修理一次。運輸大巷交岔點處于炭質泥巖和中細砂巖層中，圍巖變形最為嚴重，需要經常進行修理，特別在臨近最大斷面處的水溝一側的上方，冒頂高2.5m，長6.0m，使修復工作變得相當困難。為此，陜西煤炭建設公司生產技術部組織礦方技術人員針對交岔點巷道返修維護進行了專項研究。

由于圍巖及冒落情況比較復雜，該交岔點采用U鋼支架和木棚子處理冒頂中，曾發(fā)生多次U鋼支架抱腿和木棚折斷，以及漏頂現象。為使交岔點返修及冒頂處理方案更具科學性，應用松動圈支護理論，選擇了合理、可行的支護方案。按照支護方案和施工工藝，精心組織施工，取得了用錨噴網支護返修軟巖大巷交岔點及處理冒頂的成功。

1.錨噴網支護返修方案

1.1支護方案優(yōu)選

支護方案的選取應全面考慮所選方案的技術可行性、施工安全、方便性和經濟性。我們對運輸大巷交岔點的返修施工擬定了3個方案，進行優(yōu)劣比較，擇優(yōu)選取。

方案1：采用缺圓拱形斷面，錨噴網支護方案，即刷大斷面，使所冒落部分包括在所刷大的斷面之內。從理論角度看，巷道圍巖受力狀況比較好，錨桿受力比較均勻，在整個巷道圍巖范圍內幾乎能夠形成一個完整的近似圓形組合拱，使得圍巖的自承能力大大提高，可縮變形量大，對巷道維護比較有利。但是由于斷面加大，刷大后的斷面幾乎等于原設計直墻半圓拱形斷面的兩倍，造成工作量大，出矸多，工人的勞動強度加大。由于斷面太高，給刷巷工作帶來困難，也加大了施工難度。

方案2：采用局部刷大的曲線形斷面。這一方案的優(yōu)點是斷面部分曲線形刷大，工作量減小，勞動強度、施工難度較方案1小些。從應力分析角度看，巷道圍巖在頂部右側出現較大的應力降低區(qū)，變形將會變大。但是，整個斷面受力尚均勻，如采取加強支護措施（即加設鋼筋梯子梁），使支護能力得到加強，對于維護巷道穩(wěn)定是可行的。

方案3：在冒落處拆除臨時支護后，在槽形冒落區(qū)內支入特制支架，即在冒頂部位內采取錨噴網和金屬支架聯(lián)合支護的方案。這樣，對冒落部分單獨處理，工作量和勞動強度進一步減小。從應力分析看，冒落處有小部分圍巖存在應力集中現象，但巷道圍巖整體受力狀況同缺圓拱形斷面，但施工難度大。

從以上3個方案的分析來看，方案1工程量較大，斷面大不利于長期穩(wěn)定，不宜采用；方案3冒落處很難形成類似槽狀，鋼支架框也難以在返修中順利安設，所以也不宜采用；拆除臨時的木棚支護后，采用方案2局部刷大，既減少了工程量，又方便施工，只要使斷面形狀呈內凹曲線形，長期穩(wěn)定將會得到保證。

1.2支護參數

經過在附近實測圍巖松動圈，得到松動圈厚度值為2.43m，為V類軟巖。根據松動圈理論，采用組合拱原理設計錨噴網支護參數。組合拱厚度1.2m，錨桿長1.8m，間排距0.5m×0.5m；噴層總厚度12cm。由于冒頂段冒頂高2.5m，要求其中復噴層厚度不得小于5cm，以保證將錨桿端部封住、封嚴；采用 6.5mm圓鋼，焊接成為網孔125mm×125mm的網片。

根據冒頂段實際狀況，確定將巷道斷面兩幫至巷道底板設計成弧線形，斷面形狀與支護布置。

當施工到交岔點處冒頂段時，需要加上鋼筋梯子梁。鋼筋梯子梁間隔1m，即每隔一排錨桿加一圈鋼筋梯子梁，用錨桿固定。

1.3施工工藝

由于交岔點斷面大，采用正臺階分層施工方法。從交岔點變斷面處開始，搭工作臺，進行分層施工。上工作面每進6片網后，再從下工作面開始施工進5片網。具體方法：

（1）在上工作面拆除1片網寬的臨時支護→挑頂，初噴混凝土厚30mm以上→鉆錨桿眼、掛網（在冒頂段安裝鋼筋梯子梁、安裝錨桿）→上工作面再拆除1片網寬的臨時支護，重復上述工序直到6片網寬。

（2）當上工作面完成6片網寬的支護工作后→下工作面刷幫至1片網寬→初噴混凝土30mm以上→鉆錨桿眼、掛網（在冒頂段還安裝鋼筋梯子梁、安裝錨桿）→下工作面再拆除1片網寬的臨時支護，重復上述工序直到5片網寬。

（3）重復上述步驟的正臺階施工工序。每進行完上述步驟一次，錨網經檢查合格后，進行復噴50mm混凝土層；如果不合格，立即停止其它工作進行整改。

1.4技術要點

（1）冒頂處理的斷面形狀必須符合所選方案中的斷面形狀，使其近似設計的平滑弧線形。如兩幫施工成直墻或內凸，必然造成變形量大而導致失敗。

（2）嚴格控制挑頂、刷幫距離，不得超過1片網寬度。否則，將會發(fā)生新的冒頂。

（3）冒頂段（長6m）處理完后，按上述工序正常返修施工，直到交岔點施工完畢。

（4）錨桿間排距≤500mm，與巷道周邊夾角≥75°；鋼筋梯子梁間距≤1000mm；網片搭接要牢固；初噴厚度≥30mm，復噴厚度≥50mm。

（5）施工前應嚴格制定作業(yè)規(guī)程，并加強施工質量檢查，保證安全施工。

2.返修效果

2.1施工經驗

大交岔點冒頂段，冒高2.5m，長6m，是返修施工的難點。這段工程的返修質量的優(yōu)劣，直接關系到大交岔點返修的成敗。

（1）采用了臺階方法施工取得了成功。先施工上部工作面冒頂的左側斷面，噴層接頂，控制住冒頂處的不穩(wěn)定圍巖，后施工上部工作面非冒頂的右側斷面。完成冒頂段6m范圍的上工作面拱部施工后，再進行下工作面兩幫的刷大和支護施工。最后，安裝6道梯子梁進行加強支護。

（2）在冒頂部位，對最上部的0.5m高度進行充填，有效改善了冒頂處的斷面形狀，對該處圍巖穩(wěn)定有利。即對這0.5m，用分層噴射混凝土充填350mm，掛網打錨桿，網距噴層150mm，其空間用噴射混凝土填實。

（3）挑選有經驗的工人在冒頂處操作，保證施工質量和安全。

2.2收斂變形測試

施工完后，在大交岔點靠近最大斷面附近布置了一個測試面。測面數據的采集從8月28日開始至10月26日觀測60天，觀測結果分析發(fā)現交岔點右?guī)妥冃紊源螅傋冃瘟?2.74mm。左幫變形較小，總變形量15.94mm?，F場觀察到左幫要比右?guī)统尚秃?，底板總變形?9.34mm。從測試數據分析，巷道圍巖應力趨于穩(wěn)定。

變形趨于穩(wěn)定，說明在全斷面錨噴網作用下，開始形成封閉的組合拱結構，大交岔點返修支護取得基本成功。

3.結論

（1）在平巷松動圈破碎厚度接近3m的圍巖中，采用錨噴網支護返修嚴重失穩(wěn)的交岔點以及處理冒頂獲得了成功。工程實踐證明，運用圍巖松動圈支護理論確定的返修支護參數和采用的施工工藝在技術上是合理的、可行的。

（2）錨噴網支護返修方案，施工簡單、安全可靠，勞動強度小，支護及時主動，維護時間長，還不影響正常生產運輸。采用錨噴網方式返修，比過去常用的U型鋼支架節(jié)約支護費用35%以上，比木支架節(jié)約支護費用70%以上，取得了良好的技術經濟效果。