康來(lái)坡　呂品

摘 要：目前在眾多煤礦的深井巷道支護(hù)中，錨桿破斷甚至支護(hù)體系失效等問(wèn)題日漸突出。因此，需進(jìn)一步明確煤礦深部軟巖巷道圍巖變形破壞及支護(hù)機(jī)理，對(duì)支護(hù)材料和技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)和創(chuàng)新，提出行之有效的支護(hù)對(duì)策與方法，最終形成適用的深部軟巖巷道支護(hù)體系。

關(guān)鍵詞：軟巖巷道；支護(hù)技術(shù)；研究應(yīng)用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.02.121

1 工程概況

西翼行人下山位于彭莊煤礦西翼采區(qū)，總設(shè)計(jì)長(zhǎng)度共計(jì)約1129m（平距），巷道坡度為-7°，該巷道掘進(jìn)目的是滿(mǎn)足西翼采區(qū)生產(chǎn)期間的行人及通風(fēng)、供風(fēng)、供排水等要求。

西翼行人下山設(shè)計(jì)斷面為半圓拱型，凈寬3600mm，凈高3400mm，墻凈高1600mm，荒寬3840mm，荒高3620mm，墻高1700mm，錨網(wǎng)噴聯(lián)合支護(hù)，噴射混凝土厚度120mm，S掘=11.75m2，S凈=10.85m2，水溝布置在巷道前進(jìn)方向左幫，凈斷面規(guī)格：寬×深=300×300mm。

2 工程地質(zhì)條件

2.1 地質(zhì)構(gòu)造

西翼行人下山掘進(jìn)區(qū)域主要發(fā)育有北東向、近南北向和北西向斷層三組。掘進(jìn)期間需穿越F10、F9、F21支1、F21支2等構(gòu)造5條，受斷層切割破壞，處于斷層破碎帶的巷道圍巖成不規(guī)則的弱面結(jié)構(gòu)，破壞了圍巖的整體性和連續(xù)性，降低了圍巖本身的承載強(qiáng)度。

2.2 水文地質(zhì)

西翼行人下山在3下煤底部掘進(jìn)，掘進(jìn)期間受新生界松散含水層、二疊系石盒子組砂巖裂隙含水層、山西組3煤層頂?shù)装迳皫r裂隙含水層的影響，巷道正常涌水量為167m3/h，最大用水量為334.28m3/h。

3 軟巖支護(hù)要求

根據(jù)巖石力學(xué)試驗(yàn)研究，任何巖石在三向應(yīng)力狀態(tài)下的強(qiáng)度高于兩向應(yīng)力狀態(tài)或單向應(yīng)力狀態(tài)下的強(qiáng)度。改善和恢復(fù)應(yīng)力狀態(tài)的措施越及時(shí)，圍巖破裂擴(kuò)展的程度越輕，圍巖的完整性保持得越好，變形越小，圍巖越穩(wěn)定。為實(shí)現(xiàn)上述要求，除巷道開(kāi)挖后及時(shí)安裝錨桿外，就是在安裝錨桿時(shí)給錨桿施加足夠大的預(yù)緊力，由于預(yù)緊力的存在，消除了錨桿的初始滑移量，能阻擋圍巖開(kāi)裂、滑動(dòng)和弱化，錨固范圍內(nèi)圍巖得到強(qiáng)化，能進(jìn)一步阻止錨固范圍外塑性區(qū)的擴(kuò)展。因此，預(yù)緊力越大，塑性區(qū)的發(fā)展越緩慢，范圍越小，圍巖越穩(wěn)定。

4 西翼行人下山支護(hù)方案

4.1 初噴

爆破作業(yè)完畢，找掉活矸和達(dá)到荒斷面設(shè)計(jì)后，立即對(duì)圍巖進(jìn)行初噴，初噴厚度為20～40mm，以達(dá)到封閉圍巖、找平凹凸面的目的。初噴采用C20混凝土。

4.2 初次錨網(wǎng)梯噴支護(hù)

（1）錨桿。①全斷面采用φ20×2300mm高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力左旋無(wú)縱筋螺紋鋼上絲錨桿（去掉讓壓環(huán)）；②錨桿間排距為1000×1000mm；每根錨桿采用2塊MSK2350型樹(shù)脂錨固劑錨固；錨桿抗拔力不小于250kN，兩幫底角錨桿呈30°下扎。③錨桿托盤(pán)為球形，規(guī)格為長(zhǎng)×寬×厚=150×150×8mm，高強(qiáng)板材沖制而成。

（2）鋼筋梯：鋼筋梯采用14#鋼筋焊制而成。鋼筋梯垂直于巷道走向布置，間距1000×1000mm，鋼筋梯搭接100mm。

（3）金屬網(wǎng)：采用8#鐵絲編制而成的經(jīng)緯網(wǎng)，網(wǎng)格尺寸為100×100mm，單片網(wǎng)格規(guī)為4800×1200mm，網(wǎng)片搭接100mm，并用雙股14#鐵絲擰緊，扣距300mm。

（4）噴漿：錨網(wǎng)完畢后實(shí)施第二次噴漿，厚度為20～30mm，以半覆蓋經(jīng)緯網(wǎng)為宜。二次噴漿有效保護(hù)初次支護(hù)的錨桿和金屬網(wǎng)，避免爆破作業(yè)對(duì)其產(chǎn)生震動(dòng)卸荷影響。

4.3 二次耦合支護(hù)

（1）位置：距離迎頭30～40m的位置。若初次支護(hù)段巷道原錨噴皮子出現(xiàn)鱗、片狀剝落現(xiàn)象出現(xiàn)時(shí)，觀測(cè)巷道錨噴層裂縫寬度達(dá)到1～3mm，即進(jìn)入耦合支護(hù)的時(shí)間；根據(jù)巷道表面位移觀測(cè)，各點(diǎn)變形量達(dá)到設(shè)計(jì)余量的60%時(shí)，即進(jìn)入二次耦合支護(hù)的時(shí)間。

（2）錨桿：采用φ20×2300mm高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力左旋無(wú)縱筋螺紋鋼上絲錨桿（去掉讓壓環(huán)），間排距為1000×1000mm，二次支護(hù)錨桿與初次支護(hù)的錨桿呈“五花”布置。兩幫底角錨桿呈30°下扎。每根錨桿采用2塊MSK2350型樹(shù)脂錨固劑錨固。托板用金屬托板，規(guī)格同上。

（3）金屬網(wǎng)：采用6mm冷拔鋼筋焊接而成的經(jīng)緯網(wǎng)，網(wǎng)格尺寸為100×100mm，單片網(wǎng)規(guī)格為2200×1200。網(wǎng)片搭接100mm，并用雙股14#鐵絲擰緊，扣距300mm。

（4）錨索：①錨索選用直徑17.8mm的鋼絞線(xiàn)，長(zhǎng)度6m，布置在初次支護(hù)兩排錨桿中間，每根錨索采用3塊MSK2350型樹(shù)脂錨固劑錨固；②因巷道右側(cè)肩窩處變形、破壞較大，所以由巷道中心線(xiàn)為基準(zhǔn)不均衡布置：左側(cè)布置在距離巷道中心線(xiàn)1.5m處，右側(cè)第1根距離巷道中心線(xiàn)1.5m，第2根距離第1根1m處，錨索排距均為2m；③相鄰錨索之間用12#普通工字鋼作為錨索梁。錨索梁長(zhǎng)度為2200mm，錨索梁“交錯(cuò)邁步”前進(jìn)。

（5）終噴：噴射混凝土材料及配比同上，復(fù)噴厚度40～50mm。

（6）底板加固：采用14#槽鋼作為反底拱梁配合普通20×2200mm的螺紋鋼錨桿加固，底板挖空部分用C20混凝土澆筑。

5 效益分析及結(jié)論

掘進(jìn)迎頭實(shí)現(xiàn)一次支護(hù)后，可進(jìn)行打眼，同時(shí)進(jìn)行二次耦合支護(hù)、噴漿作業(yè)。這樣充分的利用了空間，實(shí)現(xiàn)了多工序的平行作業(yè)，加快了巷道的施工進(jìn)度，能有效地緩解采掘關(guān)系緊張的局面，增加巷道的服務(wù)年限，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。