摘 要：斷層是制約礦井安全生產(chǎn)的常見(jiàn)因素。本文以鶴煤公司某礦-530軌道暗斜井下平巷在掘進(jìn)工程中遇到F138斷層的情況為例探討巷道過(guò)斷層支護(hù)技術(shù)，結(jié)合該礦的地質(zhì)特點(diǎn)和相關(guān)參考資料，提出錨網(wǎng)索噴+U型棚的聯(lián)合支護(hù)方案。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)得出：該支護(hù)方案能較好地控制巷道圍巖的穩(wěn)定性。

關(guān)鍵詞：巷道掘進(jìn)；斷層；全斷面爆破；支護(hù)方式

中圖分類號(hào)：TD353 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-5168（2018）10-0076-02

Dark Orbit Deviated Well After Analyzing Fault

Supporting Technology and Practice

CHEN Zhiguo 1 QI Le1 WANG Tao2

（1.No.3 Coal Mine Hebi Coal Industry Co.，Ltd.， Henan Energy Chemical Industry Group Co.，Ltd.，Hebi Henan 458000；2.No.9 Coal Mine Hebi Coal Industry Co.，Ltd.， Henan Energy Chemical Industry Group Co.，Ltd.，Hebi Henan 458000）

Abstract： The fault is one of the main factors of restricting the mine safety production. This paper took the case of F138 fault in the tunneling project of the -530 track dark inclined shaft of a mine of crane coal company as an example， and discussed the technique of crossing fault support in the tunnel. Combined with the geological characteristics of the mine and the related reference materials， the joint support scheme of the anchor net sprayed +U type shed was put forward. Through field monitoring， it was concluded that the support scheme could better control the stability of roadway surrounding rock.

Keywords： drivage；fault；full face blasting；supporting method

斷層是影響巷道掘進(jìn)的常見(jiàn)因素。斷層附近的圍巖條件差，地應(yīng)力場(chǎng)與常規(guī)應(yīng)力場(chǎng)有較大差別[1]，增加了巷道穿越斷層的支護(hù)工作難度。若支護(hù)不當(dāng)，會(huì)導(dǎo)致巷道的大量返修，給安全、生產(chǎn)等帶來(lái)極大的隱患。而常規(guī)的支護(hù)很難解決此問(wèn)題。

1 工程地質(zhì)概況

-530軌道暗斜井位于該礦井下-420水平以下、三一采區(qū)北部，承擔(dān)著該礦井-530以下地區(qū)軌道的運(yùn)輸任務(wù)，設(shè)計(jì)長(zhǎng)度為822m，設(shè)計(jì)斷面形狀為直墻半圓拱形，斷面規(guī)格：S凈=13.3m2， S掘=14.6m2。據(jù)該礦地質(zhì)資料顯示，在該巷道掘進(jìn)到58m時(shí)，再向前掘進(jìn)10～20m將揭露F138斷層，斷層的情況為：走向181°，傾向271°，傾角67°，落差5～8m。F138斷層影響長(zhǎng)度約為20m，過(guò)斷層處巖層節(jié)理發(fā)育，巖層較破碎并有滴淋水現(xiàn)象，巷頂鉆孔出水量4～5m3/h，預(yù)計(jì)巷道正常涌水量8～15m3/h，最大涌水量為20～30m3/h，且過(guò)斷層后巷道有可能揭露L8灰?guī)r含水層。

2 支護(hù)難點(diǎn)分析

結(jié)合-530軌道暗斜井的地質(zhì)情況，分析認(rèn)為其穿過(guò)F138斷層存在以下難點(diǎn)。

①巷道周邊斷面圍巖破碎嚴(yán)重。巷道開挖后使得周邊應(yīng)力重新分配，會(huì)出現(xiàn)應(yīng)力集中區(qū)，加之巷道巖性較差，使得巷道周邊大范圍破碎和變形量大。

②斷層水化膨脹性大。根據(jù)相關(guān)部門提供的地質(zhì)資料可知，該區(qū)域有含水層。由于斷層內(nèi)含有一定的細(xì)小矸石等夾雜物，使得遇到水后產(chǎn)生極強(qiáng)的膨脹性，加大支護(hù)難度。

③巷道圍巖強(qiáng)度不大。開挖巷道之后，圍巖出現(xiàn)了一定程度的破壞，其處于低壓破碎狀態(tài)，這使得圍巖承載力降低，導(dǎo)致巷道圍巖難以控制。

3 支護(hù)對(duì)策分析

單純地依靠一次支護(hù)是很難達(dá)到支護(hù)效果的，因此，應(yīng)采用聯(lián)合支護(hù)滿足支護(hù)要求。錨網(wǎng)索噴+U型棚聯(lián)合支護(hù)方式是聯(lián)合支護(hù)常用的支護(hù)方式。錨網(wǎng)索噴支護(hù)可以改善巖體的力學(xué)性能，發(fā)揮圍巖的承載力，降低圍巖的變形速率；U型棚支護(hù)可以提供較好的支撐力，阻止圍巖位移繼續(xù)加大，控制圍巖破碎區(qū)，使圍巖處于穩(wěn)定狀態(tài)。

4 支護(hù)技術(shù)方案

4.1 錨網(wǎng)索噴支護(hù)參數(shù)

采用懸吊理論設(shè)計(jì)錨桿參數(shù)。

4.1.1 錨桿長(zhǎng)度。采用懸吊理論設(shè)計(jì)錨桿長(zhǎng)度時(shí)，計(jì)算公式為：

[L=L1+L2+L3] （1）

式（1）中，[L1]為錨桿外露長(zhǎng)度，取決于錨桿類型與錨固方式，一般取0.15m；[L2]為錨桿的有效長(zhǎng)度，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)取1.4m；[L3]為錨桿錨固長(zhǎng)度，端部錨固一般取0.3～0.4m，本次取0.35m。將上述數(shù)據(jù)帶入公式（1）得出[L]為1.9m，取2.0m。

4.1.2 錨桿間排距。根據(jù)每根錨桿懸吊的巖重，計(jì)算錨桿的間排距[S1]和[S2]，通常按錨桿等距排列。

[S1=S2=QKγL212] （2）

式（2）中：[Q]為由拉拔試驗(yàn)確定的錨固力，取60kN；[K]為錨桿安全系數(shù)，取2；[γ]為巖石體積力，取27kN/m3。將上述數(shù)據(jù)帶入公式（2）得：[S1=S2=0.9m]，取0.7m。

結(jié)合上述計(jì)算，-530軌道暗斜井的錨網(wǎng)索噴設(shè)計(jì)的參數(shù)為：錨桿為[Φ]20mm、長(zhǎng)2 000mm樹脂錨桿，間、排距700mm×700（±100）mm；網(wǎng)為[Φ]6mm鋼筋點(diǎn)焊金屬網(wǎng)，網(wǎng)片規(guī)格為1 600mm×900mm（長(zhǎng)×寬），噴砼厚100mm，砼強(qiáng)度等級(jí)C20，錨網(wǎng)噴支護(hù)方案如圖1所示。

4.2 U型棚架棚支護(hù)

在錨網(wǎng)索噴之后，待穩(wěn)定20d左右后，及時(shí)進(jìn)行U29型棚支護(hù)，掘一棚架一棚，并在架棚前進(jìn)行超前支護(hù)，棚規(guī)格為：3.9m×3.45m（寬×高），棚距為700（±50）mm，梁與梁、梁與腿搭接長(zhǎng)度為450（±50）mm，固定卡纜每棚9個(gè)，每棚共3根鐵拉桿。棚后鋪[Φ]6mm焊接網(wǎng)，網(wǎng)片規(guī)格為1 600mm×900mm（長(zhǎng)×寬），網(wǎng)片之間壓接100（±30）mm。棚后背幫、頂使用半圓木（或背木）背牢、背實(shí)，每2架U型棚中間補(bǔ)打一排[Φ]32mm、長(zhǎng)1 800mm管縫錨桿加固，錨桿間距為600mm×600（±100）mm。此外，對(duì)U型棚進(jìn)行噴砼封閉圍巖，噴砼厚度由巖面至U型棚內(nèi)沿，砼強(qiáng)度等級(jí)C20，砼配比為灰∶砂∶石子（1∶2∶2），U型棚支護(hù)方案如圖2所示。

5 應(yīng)用效果分析

為了及時(shí)全面地了解該支護(hù)方案對(duì)巷道圍巖在斷層段的圍巖變形控制的效果，設(shè)置兩個(gè)位移觀測(cè)點(diǎn)。經(jīng)過(guò)90d的觀測(cè)，記錄位移觀測(cè)數(shù)據(jù)（見(jiàn)圖3）。從圖3可以看出，在50d以后，巷道趨于穩(wěn)定，頂?shù)装逦灰圃?20mm左右，兩幫位移在110mm左右。在觀測(cè)期間，支架沒(méi)有發(fā)生彎曲現(xiàn)象，巷道整體輪廓形狀無(wú)變化，且并未發(fā)生頂板冒頂和安全事故?？梢?jiàn)，該支護(hù)方案適應(yīng)了該地質(zhì)條件，保證了巷道圍巖的穩(wěn)定性。

6 結(jié)語(yǔ)

錨網(wǎng)索噴+U型棚聯(lián)合支護(hù)方式是一種主動(dòng)支護(hù)與被動(dòng)支護(hù)相結(jié)合的支護(hù)方式，提高了支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和承載力。實(shí)踐證明，采用該支護(hù)方案可以安全地通過(guò)斷層圍巖破碎帶，避免了巷道返修，增加了安全系數(shù)，滿足了工程要求，保證了礦井的安全生產(chǎn)，是一種科學(xué)合理的支護(hù)方式，為同類型地質(zhì)條件的巷道支護(hù)提供了參考價(jià)值。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉志勇，秦容宏，高厚明，等.煤巷掘進(jìn)過(guò)斷層方法[J].煤礦安全，2002（4）：15-16.