文/孫學東

礦井巷道復修方案及其施工

文/孫學東

一般而言，巷道開挖后，巷道周圍巖體中的原有力學靜態(tài)平衡被打破，產(chǎn)生應力重分布，由此引起巷道圍巖體變形。尤其是隨著礦井開采深度的不斷增加，礦山壓力顯現(xiàn)越來越明顯，加劇了礦井巷道變形速度，巷道復修成為超前支護的預案工程。汪莊礦是原興隆礦務局旗下的一座國有地方煤礦，現(xiàn)為承德隆泰礦業(yè)有限公司，井田地質構造極為復雜，隨著開采的深入,巷道變形嚴重。汪莊礦通過理論分析、實地考察，建立巷道復修施工方案，推廣使用錨網(wǎng)、錨索、噴漿聯(lián)合支護的施工工藝，實現(xiàn)了超前支護、主動支護，降低了材料消耗和人工消耗。同時，避免了再次返修，提高了巷道復修后的安全系數(shù)，確保了安全生產(chǎn)，提高了經(jīng)濟效益。本文對隆泰礦業(yè)公司巷道復修方案及其施工進行了闡述。

一、巷修工程基本概況

汪莊礦自建礦投產(chǎn)以來，早期由于采掘區(qū)工作面相對較少，危巖壓力并不明顯，礦井巷道維護維修工程量相對較小，這一階段，屬于巷道復修的初始階段。伴隨著礦井開拓掘進的延伸與速度加快，礦井采空區(qū)不斷垮落，以及受地表不斷下沉的影響，井下巷道圍巖壓力不斷加大，受地質環(huán)境、礦井布置深度、巷道地壓、采動和支護時間過久等諸多不確定因素的影響，巷道變形情況嚴重，出現(xiàn)了諸如離層、冒頂、片幫、兩幫移近、底板隆起，以及支護失效等情況。特別是其中部分失修巷道還擔負著礦井通風、人員運輸和井下人員逃生等功能，如1＃皮帶下山，運輸大巷，車場，北翼通風上山等，導致每年大部分開掘隊伍投入到整修工作中，進而嚴重影響進尺和采掘銜接，成為制約礦井實現(xiàn)安全生產(chǎn)的“瓶頸”。

為了解決這一難題，汪莊礦技術科通過理論分析、實地考察，研究巷道復修施工方案，大膽嘗試錨網(wǎng)、錨索、噴漿聯(lián)合支護的施工工藝，取得明顯效果，確保了安全生產(chǎn)順利進行。

二、巷道復修施工工藝

1.確定施工方案

由技術科、地質科、安檢科專業(yè)技術人員組成一支專業(yè)普查隊伍，定期對井下所有巷道進行檢查和數(shù)據(jù)分析，針對巷道的不同支護方式，服務年限和現(xiàn)狀，確定巷道復修施工方案。對于原來使用壽命較長的永久性砌碹巷道復修時，基本改為掛網(wǎng)錨噴或架 “U”型棚支護，并安排技術人員和施工隊伍進行復修。

組建專業(yè)精干的開掘隊伍進行巷道復修，選用至少具有5年以上采掘工作經(jīng)驗的老職工配足巷修隊伍，并由專業(yè)強、技術精的職工擔任區(qū)隊管理人員，定期針對不同工程進行專業(yè)培訓和專業(yè)考核。

2.采取差異性施工措施

以1＃皮帶下山復修，北翼通風上山巷道復修為例，分別介紹巷道變形防治措施。

1＃皮帶下山。原巷道沿煤層頂板掘進，錨噴支護，受1＃下山采區(qū)的影響，巷道頂板和兩幫噴層開裂，局部掉頂、片幫、斷面縮小，同時。1＃皮帶下山服務期限較長，故在施工中采取以下改善措施：

①根據(jù)錨桿支護原理，即加固拱、懸吊原理、組合支護等，加強錨桿錨索支護強度，以克服較大的地應力，下山修復頂板采用打錨索加強支護。錨索長度為5.25m，直徑為15.24mm，每一排兩根，配長度為2.4m的專用槽鋼，與巷道橫向布置，間排距2400×2400mm。

②為防止噴層開裂，復噴滯后，以使地應力充分釋放。

③在斷層等地質構造帶，采取減小循環(huán)進度、采取超前支護、縮小錨桿錨索排距等支護措施。

④適當放大巖體開挖尺寸，以折抵變形對斷面的影響。

⑤底鼓嚴重處臥底布置底角錨桿，阻止兩幫應力向巷道底板轉移。

北翼通風上山巷道。由于該處地應力較大，巷道頂幫變形嚴重，噴漿層開裂，大面積脫落，巷道底鼓，為防止巷道繼續(xù)變形，對此采取復修加固措施：

①巷道頂打Φ20mm×2000mm的左螺紋樹脂錨桿錨網(wǎng)，間排距為850×850mm，沿巷道走向均勻布置三排M鋼帶梁配合錨索加固支護，鋼帶梁首尾相連，形成桁架，鋼帶梁長度3.6m，錨索眼距1.6m，錨索長度7.25m，直徑17.8mm。由于錨索配W鋼帶梁與錨桿聯(lián)合支護，大幅增加了支護強度，改善了巷道圍巖的抗變形能力。

②巷幫噴漿層開裂處，采用風鎬挖刷，刷夠一排及時加以錨網(wǎng)支護，連續(xù)刷幫處巷道肩窩打錨索配合M鋼帶加固。

③巷道底鼓變形處采用風鎬支護臥底，保證架空乘人裝置運行時不刮蹭底板，臥底后巷幫底角必須錨固。

④根據(jù)以往經(jīng)驗，如噴漿太厚，在巷道來壓時噴漿容易開裂和脫落，且掉落下來的噴漿塊太大，給行人安全帶來隱患，為此，北翼通風上山巷道復修時噴漿厚度規(guī)定為以覆蓋住網(wǎng)片為準。

3.錨網(wǎng)、錨索、噴漿聯(lián)合支護的優(yōu)點和存在的問題

錨網(wǎng)、錨索、噴漿聯(lián)合支護能充分利用圍巖自身強度形成主動支護，用它進行巷道維護能主動進行預應力支護，避免了圍巖進一步松動破壞而形成新的應力中區(qū)。采用這種支護方式開幫、挑頂?shù)墓ぷ髁啃。彭妨可?，工人勞動強度低，人工消耗少，維護成本大幅度降低。

支護后可以直接利用自然平衡拱原理錨固外部圍巖，安全系數(shù)大，有利于安全施工并提高維修后巷道使用的安全性，巷道在復修過程中，不受斷面寬度和高度限制。可將所有懸矸鑿凈，施工安全且施工進度快。

但是，由于修復巷道圍巖裂隙多，巖體較破碎，施工時也容易出現(xiàn)鉆眼時易夾持鉆桿、鉆孔時易堵塞、支護密度不均，以及由于錨桿孔變形，孔壁有裂縫后易形成樹脂錨固劑插入途中卡住，影響錨固強度等問題。

4.施工工藝和注意事項

頂部錨桿采用MQT-120風動錨桿機鉆眼，安裝。其余錨桿用YT-28風鉆打眼，風煤鉆安裝后，須用風炮逐根加固。施工具體程序如下：

①采用專用2m以上的長釬子進行敲幫、問頂，找頂人員一人站在上方避開掉矸石可能滾動的方向，另一人位于安全地點觀察幫頂動向，找到危巖活石。

②將巷道擴至設計斷面，并在臨時支護掩護下錨網(wǎng)、打眼、安裝錨桿，根據(jù)施工措施是否要求增加一道錨索，經(jīng)驗收合格后，最后噴漿，達到施工設計要求。

施工時，施工人員必須認真找出松散破碎巖石，防止松動巖石受鑿巖震動，冒頂傷人。且需要露出完整巖體，避免出現(xiàn)堵錨桿孔、卡錨固劑、卡釬子等現(xiàn)象。錨桿要按設計的間排距安裝，且每根都要上緊螺母，使托板、金屬網(wǎng)緊貼巖面，錨桿與巷道巖面角度≤150。噴漿厚度，材料配比，噴后養(yǎng)護時間都應該按施工設計要求及規(guī)定執(zhí)行。此外，建議推廣使用全長錨固或加長錨固，這項技術適用于反復來壓巷道，可提高巷幫整體強度。

三、結論

通過采用錨網(wǎng)、錨索、噴漿聯(lián)合支護技術復修巷道，經(jīng)過長期觀察，頂板沒有出現(xiàn)冒落現(xiàn)象，杜絕了反復維修，降低了修復費用，成效顯著，施工方法值得借鑒。

（作者系承德隆泰礦業(yè)有限公司董事長兼黨委書記）

（責任編輯：周瓊）