程傳學(xué)，侯志林，楊 冰，包永強(qiáng)

(岷縣天昊黃金有限責(zé)任公司，甘肅 岷縣 274200)

隨著礦井開采規(guī)模的增大和開采深度的不斷加大,軟巖巷道的支護(hù)與維護(hù)問題顯得越來越突出,軟巖問題愈趨嚴(yán)重。軟巖巷道在開挖后使井巷圍巖周邊應(yīng)力集中，當(dāng)應(yīng)力超過圍巖的極限強(qiáng)度時，就會發(fā)生破壞，圍巖體積擴(kuò)張，膨脹，向井巷空間內(nèi)移，擾動范圍較大，故作用在支架上的壓力增加，使支護(hù)困難；在巷道揭露裂隙、構(gòu)造帶時，會出現(xiàn)在自重地壓（rh）的作用下垂直變形，巷道失修嚴(yán)重，直接影響礦井安全高效生產(chǎn)，本論文在以岷縣天昊黃金有限責(zé)任公司12坑+2113m中段-6線巷道、-6線采場沿脈拉底巷道為工程背景，研究支護(hù)技術(shù)。

1 工程地質(zhì)條件

天昊公司位于甘肅省定西市境內(nèi)，礦區(qū)處于西秦嶺中低山區(qū)，各類巖性都不同程度受構(gòu)造影響，裂隙和構(gòu)造段常見，礦區(qū)含礦圍巖主要為淺灰色～褐灰色厚層～中厚層狀細(xì)粒長英質(zhì)砂巖、細(xì)砂巖、粉砂巖夾粉砂質(zhì)板巖、鈣泥質(zhì)板巖等。礦區(qū)巖礦石硬度為摩氏4級～6級。

礦體與圍巖界線清楚，多為斷層構(gòu)造接觸關(guān)系，但含礦斷裂帶內(nèi)以碎裂巖為主，巖石裂隙發(fā)育，塊度小，破碎程度高，穩(wěn)固性差，坑道施工易坍塌，在施工完成后通過錨噴支護(hù)后仍存在大量變形現(xiàn)象，巷道無法滿足正常生產(chǎn)需要。

2 金屬礦山深部軟巖高應(yīng)力巷道支護(hù)技術(shù)

2.1 深部軟巖巷道支護(hù)技術(shù)研究

以12坑+2113m中段-6線工作面為例，巷道均為穿層掘進(jìn)，開拓巷道施工時設(shè)計斷面為三心拱，巷道荒寬2500mm，荒高2600mm，凈寬2200mm，凈高2300m，S掘=6.16m2，S凈=4.8m2。根據(jù)巷道圍巖揭露情況，較難控制頂板在-6.5線處，巷道揭露為泥質(zhì)板巖，該泥巖穩(wěn)定性差，遇水膨脹，根據(jù)上中段（+2153m）通過-6線泥質(zhì)板巖情況，施工完成后巷道存在大量變形，兩幫移進(jìn)量10cm～20cm，頂板下沉量為15cm，底板鼓起10cm，巷道失修嚴(yán)重，巷道斷面無法滿足需求，維修工程量大。

在12坑+2113m中段-6線工作面揭露泥質(zhì)板巖后，通過對巷道斷面及支護(hù)參數(shù)進(jìn)行了調(diào)整。調(diào)整后巷道斷面規(guī)格：荒寬2800mm，荒高2900m，S掘=7.7m2，凈寬2500mm，凈高2600mm，S凈=6.16m2。支護(hù)形式采用錨網(wǎng)噴交替配合支護(hù)形式，并調(diào)整支護(hù)參數(shù)，采用φ20*2200mm等強(qiáng)度全螺紋鋼錨桿及φ17.8*6000mm錨索交替配合直徑6cm盤圓加工制作的經(jīng)緯網(wǎng)支護(hù)，即第一排巷道三心拱頂布置錨索，依次向下布置錨桿、錨索交替；第二排巷道三心拱頂布置錨桿，依次向下布置錨索、錨桿交替。每排共使用錨索、錨桿16根，其中巷道三心拱頂3根使用8m錨索線，其余使用6m錨索線。底板全部使用錨桿支護(hù)。每根三心拱部錨桿均使用1塊MSK2370型樹脂錨固劑固定，兩幫各2條，每根幫部錨桿均使用1塊MSK2870型樹脂錨固劑固定，錨桿間排距為750*1000mm，噴射混凝土150mm。

圖1 錨網(wǎng)噴交替配合支護(hù)技術(shù)示意圖

2.2 深部開采采場內(nèi)支護(hù)技術(shù)研究

以12坑+2153m中段-6線采場拉底巷工作面為例，采場沿脈拉底巷設(shè)計斷面為三心拱，巷道規(guī)格荒寬2200mm，荒高2300mm，礦體與圍巖界限清楚，多為斷層構(gòu)造接觸關(guān)系，礦體以碎裂巖為主，巖石裂隙發(fā)育，塊度小、破碎程度高。原支護(hù)采用φ20*2400mm的高強(qiáng)高預(yù)應(yīng)力錨桿配合2200*2300mm的“W”鋼帶及菱形網(wǎng)支護(hù)，每根錨桿用1塊MSK2370型樹脂錨固劑錨固，錨桿間排距為8500*1000mm；另外每隔2m施工兩根錨索，每根錨索由一根φ17.8cm*8000mm的低松弛鋼絞線、200*200*10mm的錨索托盤及鎖具組成，每根錨索用2塊MSK2370型樹脂錨固劑錨固，錨索間排距為2000*2000mm，分別布置在巷道中心線兩側(cè)各1000mm的位置。

隨著沿脈拉底巷的掘進(jìn)長度及時間推移，巷道頂板出現(xiàn)較為明顯的礦壓現(xiàn)象，應(yīng)力集中、頂板破碎、裂隙發(fā)育，頂板日下沉量最大可達(dá)10cm～20cm，使用原支護(hù)方式不能有效控制頂板，不僅不能達(dá)到預(yù)期效果，而且需要二次支護(hù)，二次支護(hù)使用工字鋼吊棚，每組工字鋼吊棚由4根規(guī)格φ1.78*8000mm的錨索和一根長度為2200mm的工字鋼組成，工字鋼吊棚棚距為1000mm，兩組工字鋼之間搭設(shè)3根長度為2000mm的12#槽鋼，槽鋼間距為700mm，工字鋼兩端各施工兩根錨桿，并分別用一塊300*150*20mm的鋼板拖住工字鋼，每根錨索用兩塊MSK2370型樹脂錨固劑和一個讓壓管，雖然二次支護(hù)能滿足生產(chǎn)需求，但是嚴(yán)重制約的施工進(jìn)度，浪費(fèi)了人工，增加了材料消耗。

根據(jù)+2153m中段-6線采場拉底巷工作面施工情況，對+2113m中段-6線拉底巷工作面巷道支護(hù)進(jìn)行了調(diào)整，調(diào)整后將之前頂板采用的2200*2300mm的“W”型鋼帶更換為2200*180*8mm的“T”型鋼帶配合，錨桿下方除錨桿托盤外增加規(guī)格為200*200*50mm的木板托盤配合，另外正常施工過程中，增加錨索的密度，由每2m施工兩根錨索調(diào)整為隔一排錨桿支護(hù)一排錨索，錨索規(guī)格由φ17.8mm調(diào)整為φ22mm，每條錨索都增加使用一個讓壓管，錨索托盤規(guī)格調(diào)整為200*200*20mm。調(diào)整結(jié)束后，沿脈拉底巷道趨于穩(wěn)定，頂板得到了有效控制。

3 礦壓監(jiān)測方案

采用機(jī)械式頂板離層儀對-6線開拓巷道及采場拉底巷進(jìn)行日常監(jiān)測，與錨桿施工同時進(jìn)行，安設(shè)位置為掘進(jìn)工作面巷道中頂位置，安設(shè)間距為50m。通過對-6線開拓巷道及-6線采場沿脈拉底巷觀測結(jié)果顯示，工作面底板移進(jìn)量平均值10mm，最大值15mm，兩幫移進(jìn)量平均值24mm，最大值28mm；頂板下沉量平均值18mm，最大值21mm；在10天～15天之間，兩幫及頂?shù)装逡七M(jìn)量趨于穩(wěn)定不再變化。

4 結(jié)論

實(shí)踐表明該支護(hù)方案可以有效控制巷道圍巖的變形，通過參數(shù)分析對比，在不同應(yīng)力、圍巖應(yīng)力的釋放的差異及礦壓顯現(xiàn)的規(guī)律性等條件下，為巷道的支護(hù)方式、支護(hù)強(qiáng)度、施工等決定了動態(tài)性，從而因地制宜選擇支護(hù)工藝及參數(shù)，對生安全生產(chǎn)具有積極作用。