趙熠明

（晉煤集團寺河煤礦， 山西 晉城 048019）

長期以來，控制巷道底鼓一直是礦井維護的重大問題之一[1]。隨著開采深部增加，地質(zhì)構造更為復雜，巷道底鼓越來越多，給生產(chǎn)和安全帶來了以下問題：底鼓造成運輸軌道隆起，給運輸帶來安全隱患；底鼓造成巷道通風斷面縮小，風阻增加，風速時常超限，嚴重影響通風安全；底鼓造成巷道維護消耗大量人、財、物；底鼓造成巷道支架失穩(wěn)[2-6]。為此，研究解決回采巷道底鼓影響安全生產(chǎn)問題成為現(xiàn)有巷道支護進行補充完善的一項很重要的工作。

1 工程概況

古書院礦15 號煤層頂板巖性為中砂巖、砂質(zhì)泥巖、粉砂巖，平均厚度3.35 m；底板為泥巖、砂質(zhì)泥巖、炭質(zhì)泥巖，平均厚度3.30 m。西二盤區(qū)軌道石門設計長度約300 m，頂部沿15 號煤層頂板掘進，底部留有2.5～2.8 m 的底煤，巷道斷面形狀為矩形，掘寬5.2 m，掘高4.2 m，S掘=21.84 m2；凈寬5 m，凈高4 m，S凈=20 m2，設計支護形式為錨網(wǎng)噴。且該掘進段內(nèi)地質(zhì)構造極為復雜，斷層較多，因此給巷道的支護帶來了非常大的困難，尤其是巷道底鼓非常嚴重。到現(xiàn)在為止，巷道不同程度出現(xiàn)底鼓、兩幫向外鼓出、頂板變形及下沉現(xiàn)象，且有繼續(xù)擴大的趨勢，其中220～250 m 段內(nèi)頂板鋼帶出現(xiàn)擠壓折斷現(xiàn)象，并且頂板在靠近巷幫位置，出現(xiàn)了“臺階”式下沉現(xiàn)象。嚴重的影響了巷道的安全運輸，進而影響了整個礦井的生產(chǎn)。

2 施工方案

軟巖巷道圍巖變形持續(xù)時間較長，巷道擴刷、臥底后巷道圍巖更加破碎，圍巖松動圈發(fā)育范圍會進一步擴大。根據(jù)西二盤區(qū)軌道石門圍巖巖性特征及變形特點，以及參考其他礦井治理經(jīng)驗，采用補強巷道支護、加固兩幫會對底鼓有較好的控制作用。但傳統(tǒng)的錨桿補強支護方式很難有效、長久的控制巷道變形，需采用主動+被動支護相結合的方式來控制回風下山底鼓、頂板下沉。計劃采用以下幾種措施來進行治理。

2.1 方案的提出

1）錨索的作用。錨索的作用等同于錨桿，其作用有：懸吊作用；組合梁作用；擠壓固拱作用。

2）注漿的作用。注漿可改善巖石的松散結構，填充巖石裂隙，提高巖體強度。

3）錨注的作用。從錨索的作用中可以看出，對于在巷道底板上施工錨索，就是利用了錨索的組合梁的作用，錨索可以使巷道底板組合成一個整體，從而提高了巷道底板的整體性，增強其抗壓性能。該巷道的掘進區(qū)段巖體比較破碎，因此注漿可以改善巖體的松散結構，使其成為比較密實的巖體。因此錨索+注漿支護就形成了一種有效組合梁，即錨索組合梁，漿液擴散加固梁，從而提高了結構的整體性和承載能力。

2.2 方案的確定

首先對底鼓段進行臥底，臥至設計尺寸后，用架柱支撐式地錨鉆機打孔，孔徑Φ75 mm，孔深7 m；然后注入錨索和錨注管，錨索規(guī)格Φ22 mm×6 200 mm；錨注管規(guī)格Φ26.75 mm×3.25 mm×2 m，錨注管末端1 m 為花管；最后進行注漿，張拉錨索并加固。

3 施工工藝和方法

3.1 施工工藝

臥底—底板淺部注漿—（注漿24 h 后）打錨索孔—安裝錨索、錨注管—封孔—深孔注漿—張拉錨索。

3.2 施工方法

3.2.1 臥底

由測量部門提前給出腰線控制點，然后根據(jù)該控制點對巷道底板進行臥底。臥至設計深度后，在巷道底板垂直于巷道走向沿著施工鉆孔線臥一施工溝槽，溝槽規(guī)格：寬×深=400 mm×300 mm

3.2.2 底板淺部注漿

由于巷道底板巖體破碎，為防止打底板錨索孔時塌孔，因此對巷道底板先行注漿。每排布置3 個淺孔，沿巷道中心線布置1 排孔，兩邊分中各布置1 排孔，間排距1 400 mm，孔深2 m，孔徑Φ42 mm，淺孔注漿管規(guī)格：4 分注漿管，長1 000 mm，淺孔封孔采用棉紗和樹脂藥卷封孔，注漿壓力2～3 MPa，穩(wěn)定時間3～5 min。淺孔平面布置圖如圖1 所示。

3.2.3 錨索、注漿鉆孔

待淺孔注漿24 h 后，用架柱式地錨機打錨索孔。每排布置3 個孔，沿巷道中心線布置一排，兩邊分中各布置一排，孔間排距2 000 mm×2 000 mm，孔深7 m，孔徑Φ75 mm。深孔錨索注漿鉆孔布置平面圖如圖2 所示。

圖1 淺孔布置平面圖（mm）

圖2 深孔錨索注漿鉆孔布置平面圖（mm）

3.2.4 施工底拱

工字鋼棚支護結束后，隨即施工底拱。先將底部施工成拱形，最大深度860 mm，分別在底板中間、兩側用鉆機施工深10 m 的注漿孔，將錨索插入注漿孔中，利用注漿泵將水泥漿注入孔中，最后鋪設金屬網(wǎng)、BHW3-280-5400 型鋼帶，最后用16 mm 鋼托板將鋼帶、金屬網(wǎng)和錨索固定，最后澆筑C25 混凝土至設計底板（見圖3）。

圖3 回風下山底拱施工圖（mm）

3.2.5 噴漿支護

最后對巷道進行噴漿，噴射混凝土強度C20，噴層厚度0.1 m。

4 施工注意事項

1）必須嚴格按照布孔參數(shù)布置注漿孔，不得擅自更改技術參數(shù)。

2）必須嚴格按照要求配制漿液，每次拌制漿液前，必須嚴格量測水泥的用量和水的用量，保證水灰比1∶1。

3）每次使用水泥前，必須檢查水泥的出廠合格證及質(zhì)量檢驗報告單，以確保水泥的質(zhì)量。

4）注漿中隨時觀察設備壓力表，確保注漿壓力達到設計值。

5 支護監(jiān)測

5.1 設觀測點

在巷道兩幫設置一組水平觀測點，每組兩個測點，測點處在同一水平上，每隔50 m 一組；每隔十天測量一次觀測點距底板的數(shù)據(jù)，并建立觀測臺帳。

5.2 支護前后的比較

支護前的兩個月內(nèi)共臥底三次，其中最大底鼓量達到1 m，最小底鼓量達到600 mm，平均每次底鼓量約900 mm，平均每次臥底量約1 000 mm。支護后，底鼓量明顯縮小，一個月后，基本趨于平穩(wěn)，具體觀測點的數(shù)據(jù)如圖4 所示。

圖4 底鼓量變形曲線圖

6 結語

巷道治理底鼓長度200 m，通過后期觀測證明：在巖體破碎，地質(zhì)構造復雜導致巷道壓力較大，底鼓極為嚴重的情況下，巷道支護有效的控制了底板的底鼓量。