支永東 馮家良 陳國華

（華亭煤業(yè)集團(tuán)新柏煤礦有限責(zé)任公司，甘肅平?jīng)?744201）

0.引言

新柏煤礦公司主要大巷受回采動(dòng)壓疊加、地質(zhì)條件（軟巖巷道）和頂?shù)装鍧B水等因素影響，頂板、兩幫部位移及底鼓速度快，經(jīng)多次反復(fù)維修和增強(qiáng)支護(hù)強(qiáng)度，仍不能有效解決現(xiàn)如今巷道失修嚴(yán)重的局面。在使用中空注漿錨索配合普通錨索支護(hù)后，能夠有效控制圍巖變形速度提高了巖體強(qiáng)度和內(nèi)聚力、內(nèi)摩擦角及彈性模量，減少了圍巖塑性變形及線性破壞機(jī)理，從而提高巖體強(qiáng)度，可以實(shí)現(xiàn)利用圍巖本身作為支護(hù)結(jié)構(gòu)的一部分；且與原巖形成一個(gè)整體，使巷道保持穩(wěn)定而不易破壞。

1.實(shí)驗(yàn)區(qū)域地質(zhì)條件及施工參數(shù)

1.1 施工地區(qū)地質(zhì)條件

新柏煤礦位于安口新窯煤田東部，行政隸屬甘肅省平?jīng)鍪谐缧趴h新窯鎮(zhèn)管轄，原為崇信縣地方煤礦，礦井采用斜井雙水平上下山開拓，有主井、副井、風(fēng)井三條井筒，主井運(yùn)煤兼作進(jìn)風(fēng)、副井運(yùn)料兼作進(jìn)風(fēng)、風(fēng)井回風(fēng)兼作行人。礦井為低瓦斯礦井，通風(fēng)方式采用中央并列抽出式通風(fēng)。現(xiàn)可采煤層煤5層，平均厚度為10.19m。礦井共四個(gè)采區(qū)，目前一、二、三采區(qū)已全部終采封閉，四采區(qū)首采工作面（4501綜放面）正在回采[傾斜單一走向長(zhǎng)壁綜采放頂煤（低位放頂煤）全部垮落法采煤方法]，接續(xù)四采區(qū)2號(hào)面（4502工作面）正在掘進(jìn)（綜掘）。

1.2 施工參數(shù)

為了更好地解決施工區(qū)域中出現(xiàn)的軟巖施工支護(hù)難點(diǎn)的問題，需要結(jié)合實(shí)際情況加以設(shè)計(jì)工作開展內(nèi)容，繼而保障在后續(xù)施工中中空強(qiáng)力注漿錨索為主的錨、網(wǎng)等可以正常的應(yīng)用，同時(shí)保障錨桿可以與鋼筋網(wǎng)之間形成配合，有效的控制巷道出現(xiàn)變形。

2.巷道支護(hù)

2.1 支護(hù)方式選擇

在軟巖支護(hù)施工設(shè)計(jì)中，必須要使用卸壓、讓壓與加固圍巖、提高圍巖自身承載能力相結(jié)合的施工方案。在具體的施工開展中使用U型棚支護(hù)，可以提升其在施工中的承載能力，但是在實(shí)際的巷道施工中，其跨度比較大且實(shí)際施工的難度比較大應(yīng)用的成本比較高，并不會(huì)對(duì)巷道的圍巖施工提供出主動(dòng)的支護(hù)作用。如果在實(shí)際的施工中使用錨網(wǎng)噴配合開展普通的錨索支護(hù)施工，是中主動(dòng)采取的支護(hù)，但是巷道中的地壓比較大、跨度大、軟巖自身承載能力比較弱等問題，都會(huì)導(dǎo)致后期出現(xiàn)錨索、錨桿不同程度失效，繼而巷道整體出現(xiàn)嚴(yán)重的變形破壞，需要對(duì)其加以開展修復(fù)施工。使用中空強(qiáng)力注漿錨索技術(shù)開展施工，可以促使錨索與深孔注漿工作之間的作用有效的結(jié)合在一起，促使其有效的改善圍巖力學(xué)性能，且對(duì)圍巖變形的控制起到一定的效果，同時(shí)在巖層中可以形成強(qiáng)度比較大的結(jié)構(gòu)。使用中空強(qiáng)力注漿錨索與錨桿、金屬網(wǎng)等，可以構(gòu)建起一種剛性梁起到對(duì)外力承擔(dān)的作用，繼而保障在施工中剛性梁可以將存在的壓力傳遞到圍巖的深處，繼而保障巷道在后續(xù)工作開展中的穩(wěn)定性[1]。

2.2 中空強(qiáng)力注漿錨索支護(hù)加固機(jī)理

注漿之后原本松軟破碎的圍巖就會(huì)膠結(jié)成為一個(gè)整體，促使巖體自身的強(qiáng)度不斷的提升，這樣一來促使其成為圍巖本身的一部分支護(hù)結(jié)構(gòu)，對(duì)巷道整體的穩(wěn)定性起到了保護(hù)作用。在使用注漿填充圍巖的裂縫過程中，需要配合使用錨噴支護(hù)，繼而促使其形成一個(gè)多層的有效組合拱，也將其稱之為錨網(wǎng)組合拱、錨桿壓縮去組合拱等，這樣一來可以有效的擴(kuò)大支護(hù)結(jié)構(gòu)自身的承載有效范圍，有效的提升了支護(hù)結(jié)構(gòu)在使用過程中的整體性與承載力。使用中空強(qiáng)力注漿錨索技術(shù)，是集合了錨、注為一體的，其索體使用的是新型的中空結(jié)構(gòu)，內(nèi)里注有漿芯管，采取的是反注漿的方法，可以有效的實(shí)現(xiàn)對(duì)圍巖的封堵，將空氣有效的隔絕，以此避免圍巖出現(xiàn)風(fēng)化的現(xiàn)象，繼而不斷的加深對(duì)整體圍巖加固與錨索全長(zhǎng)錨固工作的開展[2]。針對(duì)于注漿錨索采取施加預(yù)緊力的方法，以及對(duì)巖體注漿的方法，將頂板上存在的壓力有效的傳遞到圍巖的深處，這樣就可以有效的降低兩幫、地板之間產(chǎn)生的一種應(yīng)力，對(duì)于后續(xù)的施工來講，更加便于對(duì)兩幫及地板變形的有效控制，可以很好地保障頂板自身的穩(wěn)定性。在使用中空強(qiáng)力注漿錨索的過程中，其支護(hù)的強(qiáng)度比較高、預(yù)緊力高同時(shí)錨固力比較大，可以在施工中實(shí)現(xiàn)一體化的安裝工作開展，這樣一來更好地提升了支護(hù)系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用過程中的穩(wěn)定性，并且從根源上有效地改善了軟巖巷道支護(hù)的條件，對(duì)于生產(chǎn)安全起到了保障作用[3]。

2.3 支護(hù)效果分析

通過開展中空注漿錨索支護(hù)工作完成之后，在相應(yīng)的巷道中保持著合理的間隔設(shè)立一定數(shù)量的觀測(cè)站，對(duì)礦壓的觀測(cè)是有效掌握核心動(dòng)態(tài)信息的重要方法，每一個(gè)測(cè)點(diǎn)的設(shè)置都兩幫位移位移觀測(cè)基點(diǎn)和頂?shù)装逦灰聘Ｓ^測(cè)基點(diǎn)，保障三個(gè)測(cè)量的基本點(diǎn)可以處在一個(gè)共同的平面上，在本次研究開展的過程中共計(jì)設(shè)置了7個(gè)測(cè)量點(diǎn)。在實(shí)際的工作開展中，使用中空強(qiáng)力注漿錨索支護(hù)技術(shù)，對(duì)于整體的巷道應(yīng)用起到了長(zhǎng)期穩(wěn)定的作用，有效地避免在今后的運(yùn)行中開展修復(fù)工作，其在今后的發(fā)展中產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)價(jià)值與安全價(jià)值是不可估量的存在。表1為觀測(cè)點(diǎn)1所獲取的相關(guān)觀測(cè)數(shù)據(jù)。

表1 1號(hào)測(cè)點(diǎn)觀測(cè)數(shù)據(jù)表

根據(jù)上列檢測(cè)站的工作開展，最終的數(shù)據(jù)顯示巷道的頂板下沉量最大值為230mm，其兩幫的移近量累計(jì)最大值為140mm，在注漿加固之后頂板與兩幫部的應(yīng)用中所有狀態(tài)都是趨于穩(wěn)定的一種發(fā)展。根據(jù)研究開展收集到的相關(guān)礦壓檢測(cè)數(shù)據(jù)資料的分析，在軟巖破碎巷道的維修支護(hù)技術(shù)施工中，使用中空注漿錨索技術(shù)，最終獲得的支護(hù)效果是比較好的，最終的頂板下沉以及兩幫的移近量之間數(shù)值比較小，其存在的數(shù)值都是處在安全的范圍之內(nèi)，并且在施工完成之后頂板的保持現(xiàn)狀比較好，可以更加有效地加固頂板以及兩幫部破碎松軟巖層，繼而保障工作的開展能夠達(dá)到最終與其的工作開展效果。

3.應(yīng)用前景

在新柏煤礦公司的實(shí)際工作開展中，因?yàn)橄锏朗艿搅嘶夭蓜?dòng)壓的疊加以及地質(zhì)條件等因素的影響，就導(dǎo)致其頂板、兩幫部位移的發(fā)展速度比較快，經(jīng)過了多次的反復(fù)維修與增加支護(hù)強(qiáng)度之后，依舊不能有效地解決巷道失修嚴(yán)重的問題。在施工中使用中空注漿錨索與普通錨索支護(hù)技術(shù)之后，可以更加還有效地控制圍巖變形速度，對(duì)巖體內(nèi)部強(qiáng)度與內(nèi)聚力等造成的影響，促使巖體自身的強(qiáng)度不斷的增加，同時(shí)使用圍巖自身作為一部分的支護(hù)結(jié)構(gòu)，其于原巖之間可以形成一個(gè)整體，保障巷道自身的穩(wěn)定發(fā)展不會(huì)受到破壞。

4.結(jié)語

該項(xiàng)目通過中空注漿錨索支護(hù)及漿液對(duì)圍巖裂隙的固化膠結(jié)復(fù)合型聯(lián)合全封閉維修支護(hù)技術(shù)，解決了新柏煤礦公司四采區(qū)軟巖巷道圍巖變形、巷道底鼓等支護(hù)技術(shù)難題，提高了軟巖應(yīng)力集中區(qū)巷道圍巖穩(wěn)定性，為軟巖巷道加固提供了有效的支護(hù)技術(shù)途徑，為軟巖破碎巷道圍巖控制提供了借鑒經(jīng)驗(yàn)和參考依據(jù)，具有良好經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。