軟巖巷道修護技術

王 輝 肖青林

（安徽省淮北市岱河煤礦技術科，安徽 淮北 235037）

1 前言

岱河礦Ⅲ2運輸石門是軟巖巷道,確定合理的支護形式是解決支護的難題。經過多次修護都沒有達到預期的效果，采用U型支架噴射纖維混凝土組合支護形式，這種支架在原金屬支架的基礎上，增加了外包纖維增強混凝土（ECC），大幅度提高了原U型金屬支架的承載力和穩定性。取得理想的效果，很好的解決軟巖巷道支護問題，可以推廣應用。

2 巷道現狀

岱河礦Ⅲ2采區位于岱河煤礦東北部官莊向斜-325和-335m以下，最低標高-435m。其東北部為Ⅱ8采區；南部及西部為Ⅱ4、Ⅱ6采區；深部為Ⅲ2擴采區。南北長約1200m，東西長約800m，面積為96萬平方米，標高+32.0～33.9m。Ⅲ2采區中央布置三條下山，兩翼開采，三條下山在五煤層底板12～40m的巖石里，五煤底板砂巖含水豐富，對施工支護不影響。三條下山為軌道下山及石門，運輸下山及石門和人行下山及石門平行布置，運輸下山及石門在中間，距Ⅲ2軌道石門18m(平距)，距Ⅲ2 人行石門 43m(平距)。

Ⅲ2運輸石門為砂質泥巖或泥巖，塊狀較破碎，在五二煤底板28-32m處，屬于軟巖巷道，原為錨噴支護，斷面形狀為3.2m寬，2.9m高半圓拱形，錨桿為覫16×1500金屬羅紋鋼，采用一卷水泥錨固劑端頭錨固。在上面工作面回采影響下都有不同程度損壞變形，經噴漿、掛網打錨桿、掛網和鋼帶打錨桿噴漿等一種或多種形式多次修護。Ⅲ2運輸下山及石門最近三次修護分別在2007.10月,2008.4月，2008.7月，采用掛網和鋼帶打錨桿噴漿，錨桿為覫18×2000金屬羅紋鋼，采用二卷Z2550#樹脂錨固劑端頭錨固，3.6m長的M型鋼帶配合金屬網，再噴砼。到2008年9月12日Ⅲ427工作面收縮后巷道斷面2.5m寬1.8m高，形狀不規則且損害嚴重，多處墜網，安全隱患大，不能滿足生產需要，必須進行修護。

3 支護施工工藝

首先對巷道進行放炮刷大，炮眼角度、眼距及裝藥量要根據巷道圍巖狀況及時調整，防止超挖超寬。刷大到合格毛斷面后，按激光給定的中腰線架設“U”型鋼拱形可縮棚，使用新型限位卡纜進行卡固，棚與棚之間用拉桿在卡纜處用螺絲連接，形成連接棚，幫頂鋪設菱形金屬網。

在支架及金屬網的掩護下，用錨桿鉆機打眼注膠進行安裝錨帶。幫頂圍巖破碎超挖處可用鐵笆，水泥背板或矸石腰幫充填。

對已打上錨帶網護頂的“U”型鋼拱形可縮棚噴射已摻入聚炳稀纖維的混凝土進行全封閉加固。摻入的聚炳稀纖維可提高混凝土的抗拉強度，從而大大提高支護系統的整體剛度。

施工過程中，由于噴射混凝土無法到達U型支架后部的空間，擬用流動性好的水泥砂漿將U型支架的后部空間注滿填實，確保U型支架受力均勻，充分發揮其承載能力。在U型支架之間無受力混凝土的部位也應噴射100mm厚纖維混凝土，這樣可以將整個支護結構連成一個整體，并且可以防止巷道頂部和側幫巖石的風化和崩落。

Ⅲ2運輸石門，經過挑頂刷幫后采用U型支架噴射纖維混凝土組合支護形式，將纖維混凝土包裹在U型支架周圍，使得混凝土和金屬支架共同承受圍巖壓力。混凝土的約束可使組合結構的剛度大大增強，可保證U型支架充分發揮其優越的材料性能，防止過早因失穩而喪失承載能力。

4 支護效果

Ⅲ2運輸石門噴射混凝土和U型支架復合支護后到2010年6月,巷道基本沒有變化,在未采用此種支護方式前一年至少修護2-3次,根據現在巷道的狀況最少3-5年不需要大修.纖維混凝土-鋼組合支架的承載力比沒有纖維混凝土約束的U型支架提高3.6倍，且施工工藝簡單，與傳統的噴射混凝土相比，纖維混凝土回彈量少，節約材料。由于纖維混凝土比普通混凝土的變形能力大，不易開裂冒頂，耐久性好，施工工藝與金屬支架噴射普通混凝土沒有特別的區別，不需要新的施工設備、施工技術，因此不增加施工難度，具有較大的開發應用價值，纖維混凝土-鋼組合支架可應用于高壓軟巖巷道的支護。

5 經濟與社會效益分析

Ⅲ2運輸石門巷道，經過挑頂刷幫后采用U型支架噴射纖維混凝土組合支護形式，結合錨網主動支撐圍巖的作用加強U支架的支護效果。一年巷道基本無變形。由于采用架設“U”型鋼拱形可縮棚配合錨帶網主動支護，并噴射摻入聚炳稀纖維的混凝土增強支護，發揮了各支護單元的支護特長，從而提高支護系統的整體抗壓強度。鄰近塊段雖有Ⅲ427工作面回采，但目前巷道狀況穩定，修復后的巷道斷面由原來的5.7平方米增大到8.8平方米以上，完全滿足了運輸、檢修、行人的需要，達到了設計要求。根據相關統計數據，按照一年至少修護三次，每百米巷道可以節省材料費約22萬元，人工12萬元，一年共節約34萬元，按照一年修復1000m巷道計算的話，一年節約340萬元以上，此巷道還需要服務10年，如果考慮影響出煤及安全效益，綜合效益將更加顯著。纖維混凝土-鋼組合支架可應用于高壓軟巖巷道的支護。其產生的良好安全、經濟及社會效益將在淮北礦業集團乃至全國起到推廣作用。

[1]錢鳴高，劉聽成，礦山壓力與巖層控制[M]，徐州：中國礦業大學出版社.2003.

[2]蔣金泉，韓繼勝，石永奎，巷道圍巖結構穩定性與控制設計[M]，北京：煤炭工業出版社.1998.

[3]徐永析，采礦學[M]，徐州：中國礦業大學出版社，2003.