肖林軒

（江西烏石山礦業(yè)有限公司，江西 吉安 343411）

巷道在掘進(jìn)過程中往往會破壞巖層的原巖應(yīng)力狀態(tài)，造成原巖應(yīng)力的重新分布，巖層會在此過程中產(chǎn)生變形、移位、離層、垮塌等蠕動變形，造成巷道失穩(wěn)，對井下的安全生產(chǎn)造成了極大地隱患。因此在巷道掘進(jìn)過程中特別是軟巖巷道的掘進(jìn)過程中，在頂板來壓之前及時進(jìn)行合理的支護(hù)就顯得尤為重要。

1 軟巖巷道掘進(jìn)方式

烏石山礦區(qū)受到斷層及頂板破碎巖層的影響在掘進(jìn)過程中經(jīng)常遇到頂板類碳質(zhì)頁巖夾雜泥巖的膨脹性軟巖巷道，在此類巖層掘進(jìn)中不得使用全斷面開挖法，要適當(dāng)降低巷道掘進(jìn)斷面，盡量減少炸藥爆破對圍巖的擾動，目前主要采用了以下幾種方法。

1.1 短支、短掘法

巷道在斷層及頂板等軟弱破碎巖層中掘進(jìn)時，一般采用倒臺階法施工，巷道為2.2×2.3的三心拱。巷道分為上下兩個臺階，自上而下開挖，分層高度為1.1m，采用YT-28鉆，鉆桿長度2m，炮孔間距為0.4m，采用間隔裝藥方式，扇形布孔，總炸藥量為8.5kg,一次性爆破有效長度可達(dá)到1.8m。

采取淺打眼、少裝藥、放小炮的方法，減少對圍巖的擾動，及時對暴露圍巖進(jìn)行噴漿，隔絕圍巖與風(fēng)水接觸，預(yù)防圍巖遇水后膨脹軟化脫落。

雖然掘進(jìn)速度較慢但極大的保護(hù)了作業(yè)人員的安全，對下一步的永久性支護(hù)爭取了時間。經(jīng)過現(xiàn)場實地監(jiān)測頂板巖層吸水后強(qiáng)度顯著降低，體積增大，隨著時間的推移頂板逐漸冒落。此方法在實際應(yīng)用中取得了比較理想效果，給井下安全生產(chǎn)提供了有力條件。

1.2 管棚超前支護(hù)法

超前支護(hù)主要使用管棚法，將鋼管插入巷道頂板圍巖鋪設(shè)的鉆孔中，管棚一端固定于金屬支架上另一插入已經(jīng)鉆探的頂板巖層中，用于上覆巖層的支撐。管棚相互焊接連接成整體，在掘進(jìn)過程中管棚的超前距離一般保持在1-1.5m左右。這樣掘進(jìn)工作始終在管棚的保護(hù)下進(jìn)行，巷道頂板一旦出現(xiàn)冒頂事故，可以起到有效的緩沖保護(hù)作用，大大降低傷害事故的發(fā)生。

管棚可選擇外徑50mm的無縫鋼管通過圍巖的內(nèi)摩擦角度（泥巖一般不超過26度）、巖層可能的垮落高度等綜合確定。根據(jù)經(jīng)驗公式，確定管棚的有效長度，一般選擇3.5m～4.0m鋼管間距300mm，可以根據(jù)巖層的破碎程度調(diào)整管棚長度和間距，例如巖層較破碎，滴水嚴(yán)重可以適當(dāng)加長管棚長度，縮短管棚間距，增加管棚的密集程度，來提高支護(hù)強(qiáng)度。

圖1 管棚超前支護(hù)示意圖比例尺1：40

2 支護(hù)方式

圍巖和支護(hù)支架之間是屬于相互作用、相互影響、共同承載的關(guān)系，合理支護(hù)方式才能起到相對應(yīng)的作用，通過及時支護(hù)減少圍巖變形減少巷道的破壞。但是不能真正起到提高圍巖強(qiáng)度，只有通過錨噴、離層注漿、錨網(wǎng)加錨索聯(lián)合支護(hù)等積極主動的支護(hù)方式才能達(dá)到提高圍巖強(qiáng)度的作用。

2.1 錨噴支護(hù)法

我礦采用初噴加上復(fù)噴的支護(hù)方式，巷道開挖完成后應(yīng)及時進(jìn)行初噴，降低巷道圍巖變形程度，隔離風(fēng)水對巷道的破壞，初噴的厚度一般控制在50mm；巷道完成掘進(jìn)后進(jìn)行掛網(wǎng)，采用Φ8鋼筋，網(wǎng)間距一般為200×200mm,輔以管縫式錨桿按扇形排列打入巷道頂板，錨桿長1200mm，排距控制在600mm，復(fù)噴厚度一般不少于50mm，采用錨噴的這種方式可以有效的保證整個巷道的安全，可以很好的對整個巷道進(jìn)行加固。錨噴支護(hù)相對其他方式，勞動強(qiáng)度低，施工簡單的特點，在井下作業(yè)中被廣泛使用。

圖2 錨噴支護(hù)示意圖比例1：40

2.2 全斷面澆灌法

部分巷道受到高地應(yīng)力影響一般的支護(hù)方式達(dá)不到相應(yīng)的效果，有時需要對巷道進(jìn)行全斷面澆灌，以C20砼為例，配比為水泥、細(xì)砂、裸石，其一般配比為1:2:2（重量比），首先需要測定腰線，架設(shè)立柱，架設(shè)拱架，安裝模板，鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)（一般為300×300mm單層鋼筋網(wǎng)，鋼筋全部焊接成整體，一般主筋為Φ16，副筋為Φ14）澆灌，振搗，養(yǎng)護(hù)，拆模等，平均澆灌厚度在250mm，但現(xiàn)澆混凝支護(hù)工程，工序繁瑣人工消耗大，對巷道支護(hù)有較大的強(qiáng)度。部分不允許垮塌的巷道，例如水倉、回風(fēng)巷、水泵房基本采用全斷面澆灌的方式進(jìn)行支護(hù)。

2.3 工字鋼支護(hù)法

一般采用10#工字鋼進(jìn)行梯形支撐，支撐角度一般為70°，用于頂板壓力一般的巷道支護(hù)，一般鋼梁長度為2400mm，鋼柱2600mm，橫向窩柱深度不得小于150mm，巷道底板較爛時可以采用木質(zhì)墊板，墊板厚度不少于200mm，寬度大于工字鋼寬度，安裝完成后可對工字鋼接觸面輔以電焊加以固定。一般1200mm/架，每架用工字鋼焊接成整體，高度較高的巷道一般輔以坑木進(jìn)行塞頂，始終保持鋼梁與巷道緊密接觸。

3 各種支護(hù)方式比較

3.1 網(wǎng)噴支護(hù)

網(wǎng)噴支護(hù)有較大灰塵，一般的防塵口罩達(dá)不到相應(yīng)的效果，需要過濾式防護(hù)罩，對個體防護(hù)等級要求較高，網(wǎng)噴支護(hù)水泥消耗普遍較大，一般會超過設(shè)計的30%左右。錨網(wǎng)噴所需材料體積小，重量輕，主要采用管道輸送，大大減輕工人的勞動強(qiáng)度。錨桿支護(hù)在支護(hù)原理上符合現(xiàn)代巖石力學(xué)和圍巖控制理論，網(wǎng)噴支護(hù)能夠利用圍巖自身的穩(wěn)定性，充分發(fā)揮圍巖的自身承載能力，有效地控制圍巖變形，比較適合井下大部分的巷道支護(hù)工程。

3.2 現(xiàn)澆混凝土支護(hù)

澆灌支護(hù)存在勞動強(qiáng)度大，工序繁瑣，澆灌頂部接頂困難的情況，成本相對比噴漿要高，對鋼筋綁扎及混凝土強(qiáng)度有一定的要求，養(yǎng)護(hù)周期比較長。澆灌完成后對風(fēng)水侵蝕、外力撞擊都有一定的抵抗力，適合井下一些長期使用巷道的支護(hù)。

3.3 工字鋼支護(hù)

工字鋼支護(hù)適合壓力不大的巷道，目前粗鋼價格一路飆漲，已經(jīng)超過6000元/噸，一般使用15kg廢舊鋼軌,4寸鋼管配合使用，工字鋼支護(hù)只能作為臨時性支護(hù)使用，隨著時間的推移鋼軌生銹風(fēng)化，對于回風(fēng)巷道及安全通道等永久性專用巷道不適合。

4 結(jié)語

合理有效的支護(hù)措施，不僅能降低巷道盲目支護(hù)的成本，更能防止冒頂片幫的災(zāi)害發(fā)生，能有效保護(hù)作業(yè)人員生命安全，根據(jù)各種支護(hù)方式的分析比較，錨噴配合U型鋼的混合支護(hù)方式對井下破碎巷道起到比較好的效果，對井下安全生產(chǎn)提供了支撐保障。