王子章

阜新礦業(yè)（集團），遼寧省阜新市 123000

艾友煤礦煤層賦存條件復雜，巷道圍巖力學性質差異大，隨著開采深度的增加，巷道維護難度越來越大，一次支護主要是加固圍巖，提高其自支承能力，允許圍巖在控制下釋壓變形，以適應軟巖變形的支護特點。為了保證巷道在較長的時間的穩(wěn)定性和服務期的安全，在圍巖變形穩(wěn)定后必須進行二次支護，使一、二次支護共同支撐圍巖應力，給巷道圍巖提供最佳的支護強度和剛度，同時起到安全儲備的作用。艾友煤礦正是結合自己的特點，有針對性地在107區(qū)運輸大巷和回風大巷應用錨桿、網(wǎng)、錨索、噴漿、二次的聯(lián)合支護，取得了良好的支護效果。通過實踐證明，二次支護是控制深部軟巖大變形巷道的最主要手段。

1 一次支護存在的問題

原來采用一次支護使用的是錨桿、金屬網(wǎng)、噴漿聯(lián)合支護。在掘送巷道時初噴厚度為30mm，錨桿、網(wǎng)掛完之后在進行復噴，厚度100mm，使水泥砂漿壓在金屬網(wǎng)上，這種支護整個體的柔性較差、可縮性小。另外巷道在新掘時破壞了原有的應力分布，打破了原有的平衡，在新的巷道形成后勢必在有一次新的應力平衡，隨著圍巖應力的釋放，造成巷道變形，而深部巷道的地應力較大，造成原有的支護在地應力的作用下受到了極大的破壞，使巷道內的支護遭到破壞，鋼筋扭曲變形，水泥層斷裂等現(xiàn)象時有發(fā)生。

2 噴、錨、噴——網(wǎng)、錨、噴二次支護工藝的特點

支護工藝分兩個階段。第一個階段進行一次支護，即噴、錨、噴支護。巷道在新掘后、立即噴砼充填爆破作業(yè)后巷道周邊巖層的裂隙和超挖不平的巖面，以防止危巖層的脫落，同時也防止巷道風化。初噴完成后在噴砼上打錨桿，完成后在噴一層砼。第二階段是在掛網(wǎng)、年錨桿和加打用工字鋼作托盤的錨索，完成這部工序后，在重新復噴封閉巷道，這樣就完成了二次支護工藝的完成。具體的施工方法和特點是經過光爆施工后的巷道第一次噴砼的厚度為30mm，然后打錨桿進行巷道的支護，接著在進行第二次噴漿，這次的厚度為30mm左右，完成了第一次的支護即噴—錨—噴。這次支護完成后要等上一段時間，時間是滯后掘進頭50M左右在進行第二次的支護，此段時間該巷道要斷續(xù)掘進施工。這主要是考慮到巷道要釋放壓力，進行應力的重新分配平衡。第二次支護是要在二次噴砼的基礎上，繼續(xù)打錨桿和錨索，錨索的托盤采用工字鋼加工而成同時掛金屬網(wǎng)，完成這個工序后，繼續(xù)噴砼，這次噴層厚度為40mm，這樣就完成了對巷道的聯(lián)合支護，實際上這樣的支護是一種復合結構，外層的金屬網(wǎng)、錨桿、錨索不僅加固了圍巖，而且噴層，網(wǎng)、錨桿、錨索和圍巖緊密地結合在一起，形成了一共同的支護體來支護巷道的頂和幫，從而也使巷道的圍巖長期的穩(wěn)定。

這種支護方式的優(yōu)點在于初期巷道沒有進行二次支護前給了巷道的充分壓力釋放時間，使新掘巷道的礦山壓力進行了重新的分配，即使完全沒有達到壓力的全部平衡也釋放了絕大部分的壓力，對以后的支護效果肯定是大有好處的。第二次支護是對第一次支護的補充和加強，這次支護強化了第一次支護的成果，對初次支護后巷道部分微變或有破壞的地點重新加固支護，使巷道免于由于礦山壓力造成的水泥層開裂，錨桿由于受礦山壓力的因素而造成變形或損壞。

噴、錨、噴—錨、網(wǎng)、噴二次支護的關鍵在于要在場子面推進50M后的二次支護。這時的巷道礦山壓力基本處于了一種穩(wěn)定了，圍巖變形的速度渡過了最危險的時期，這通過對巷道的掘進后的礦壓觀測的結果得到了證實。在復噴的基礎上在安設錨桿、錨索、金屬網(wǎng)，從而是大大增強支護結構的剛度和強度，可以有效地控制巷道變形，達到了最終的平衡狀態(tài)，這樣使錨噴支護先柔后剛，先讓后抗的支護特點更充分地體現(xiàn)出來。達到了巷道能夠長期使用的目的，保證了巷道在安全生產上的需求，大大地降低了以前巷道頻繁修復的次數(shù)和時間。

3 噴、錨、噴—錨、網(wǎng)、噴二次支護實踐

艾友煤礦在-800M、107采區(qū)巖石集中運輸大巷及回風大巷中應用了噴、錨、噴-錨、網(wǎng)、噴二次支護技術。

3.1 支護設計

艾友煤礦在-800M、107區(qū)集中采區(qū)巖石集中大巷及架風大巷設計長度為1000米，由于受地質條件的影響，巷道布置在不太穩(wěn)定的巖層中，巷道的標高為-800M水平，而該礦的地面標高為+170M，其埋藏深度為970米。巷道設計凈寬5.5米，凈高3.6米，凈面積14.79m2，設計噴厚100mm，錨桿間排距800×800mm，錨索采用五花布置，間距3M。

3.2 施工工藝

爆破作業(yè)破巖→初噴30mm作臨時支護→一次錨桿支護→復噴厚度30mm→50M后二次網(wǎng)、錨桿、錨索支護→最后復噴40mm達到設計總厚度100mm。

3.3 支護材料

錨桿選用直徑20mm、拱長2200mm，墻使用1800mm的礦用螺紋鋼錨桿，錨固劑使用直徑18mm、長330mm樹脂錨固劑卷錨固。錨索采用8M鋼錨索。

金屬網(wǎng)規(guī)格為5000×1000mm，網(wǎng)孔為40×40mm，用12#鍍鋅鐵絲編制而成的方形網(wǎng)。

噴射混凝土中的水泥標號為400#，砂子用含泥量不大于3%的河沙，石子的粒度為5mm～10mm人碎石子。

3.4 支護效果

艾友煤礦-800M、107采區(qū)集中運輸大巷和回風大巷原來采用的是一次性集中的傳統(tǒng)支護，即破巖→掛網(wǎng)→錨桿支護→然后初噴漿→打錨索→復噴的施工工藝，通過一段施工后，發(fā)現(xiàn)支護完的巷道有部分段發(fā)生了噴層開裂、巷道頂板有下沉的現(xiàn)象，墻體有向內位移的情況發(fā)生，而且隨著掘進巷道的加長這種情況越來越嚴重，這時不得不停下來對后方的巷道進行重新的維護，進行重新的支護，以確保安全行人和通風。

通過分析研究，采用了二次支護這種施工工藝，比傳統(tǒng)工藝一次性支護，明顯解決了礦山壓力帶來的巷道變形、破壞等諸多困擾的難題。雖然初期施工比較復雜，但解決了掘后就進行修復帶來的安全上的隱患，同時在經濟也取得了明顯的效益，可謂一舉多得，這個支護理念在全公司都得到了極大的推廣，阜礦在這次支護改革上受益極大，解決了由于開采深度的增加礦山壓力顯現(xiàn)越來越大困惑、制約礦井深部開采巷道支護上的重大問題。