—300M以下軟巖巷道的支護方式的研究及應用

陳連勝+徐傳軍

摘 要：文章介紹了龍礦集團洼里煤礦在施工過程中，根據施工條件、層位、壓力顯現采用了砌碹支護、錨桿和料石圓碹聯合支護、錨網噴-砌碹聯合支護、錨網噴-灌注聯合支護技術，取得了較好的支護效果，滿足了巷道支護強度要求，對典型“三軟”巖層中深部巷道支護方式進行了有益的探索，為深部巷道施工提供了支護依據。

關鍵詞：軟巖深部巷道；聯合支護；研究應用

龍口礦區井田煤系地層為第四系覆蓋下的第三系煤田，煤系地層主要由泥巖、砂巖、粘土巖、油頁巖和煤組成，其特點包括：巖石強度低，自穩性差，承載能力小；巖石中含有大量的蒙脫石，節理發育，易風化、潮解，吸濕泥化，強膨脹，發生蠕變，屬比較典型的“三軟”地層。

1 概述

1.1 工作面概況

十二采下部軌道下山為洼里煤礦十二采區下部的準備巷道，設計工程量2712m，服務年限10年。

1.2 工作面地質條件

工作面施工標高-230～-395m，地面標高13.1～15.6m，煤層較穩定，直接頂板為灰黑色頁巖，厚度為5.0m，巖性軟弱，易冒落；直接底板為次油頁巖，厚度1.75m，巖性軟弱，易膨脹底鼓。施工區域，地質條件較復雜。施工過程中將受到落差25～75m的F10斷層及其附生斷層影響。

2 支護形式的選擇

十二采下部軌道下山自開口標高-300m水平以上，采用料石圓碹支護能滿足支護要求。隨著采場的延伸，圍巖壓力不斷增大，當標高超過-300m時，碹體開始出現裂縫、掉片現象，礦壓顯現明顯，底鼓、下沉、內擠，已經很難滿足支護需求。所以，我們不得不對巷道支護形式進行改革，試用聯合支護形式解決礦井深部支護問題。

2.1 采用錨桿和料石圓碹聯合支護方式

料石圓碹后方打設錨桿提高巷道的支護強度，先進行錨桿支護，底拱以上每排打設15支錨桿，錨桿支護和料石圓碹支護之間預留300-400mm的可縮空間使用可縮材料填充，再進行料石圓碹支護以徹底封閉圍巖。

2.1.1 支護效果

該支護形式加強了巷道的支護強度，但效果不明顯，分析原因是，三軟巖層，巖層穩定性差，預設的錨桿可能隨著圍巖一塊兒向外移動造成料石碹破壞。

2.2 采用砌碹+錨網噴聯合支護

根據礦井支護經驗和礦壓現場的基礎觀測資料，試用錨網噴和砌碹聯合支護，第一步，進行錨網噴支護，第二部，進行料石砌碹。

2.2.1 所需的支護材料

錨桿采用φ18mm、L2200mm全螺紋等強錨桿；金屬網用雙股12#鐵絲連網一道；噴射混凝土標號為C20，厚度100mm。砌碹支護料石采用350*250*150mm花崗巖，混凝土標號為C20。

2.2.2 巷道的施工順序

人工爆破后，進行迎頭臨時支護，然后搭設錨網噴封閉圍巖，并根據現場情況，及時復噴，現場礦壓觀測確定圍巖穩定資料。當圍巖基本穩定后，再進行砌碹。

2.2.3 錨網噴施工要求

（1）安設錨桿并掛網：錨桿孔位的施工必須嚴格按照措施要求執行，間、排距分別為700*700mm。

（2）噴射混凝土：采用潮料噴漿，水泥、砂和石子必須混合均勻。噴漿時，噴漿機的供風壓力0應當保持在0.4MPa以上，供水壓力要求高于風壓0.1MPa，供水量應當控制好，水灰比在0.4～0.5之間。

2.2.4 支護效果

錨網噴和砌碹聯合支護方式的支護強度顯著提高，巷道變形基本消失，礦壓觀測發現，巷道標高不超過-350m時，該支護形式能夠滿足支護度要求。但是，當巷道標高超過-350m時，該支護形式明顯強度不夠，導致出現掉片、片幫、底鼓等破壞。

2.3 錨網噴和灌注聯合支護方式

為了滿足施工強度要求，我們試用錨網噴和灌注聯合支護方式。

2.3.1 支護方式

采用二次支護的施工工藝，一次支護為錨網噴方式，施工斷面為D3.9m，采用錨網噴錨梁支護。一次支護10m后，根據現場情況進行二次支護——灌注，施工斷面為D3.2m，二次支護采用砼灌注帶料石底拱，灌厚350mm，地坪以下砌料石底拱，矢高800mm。

2.3.2 灌注施工的工藝要求

（1）灌注前，首先清理錨噴段噴體的破碎部分，確保噴體完整、沒有脫層及懸矸。

（2）灌注前，按設計的坡度支設碹骨。并用碹骨專用的拉桿把碹骨固定。

（3）灌注時，循環進尺7.5m，按由外向里順序進行，防止混凝土外流。

（4）在灌注完畢7天后方可拆撤碹骨，回收碹板。頭7天每班養護一次，后15天每天養護一次。

2.3.3 取得的效果

采用錨網噴灌注聯合支護方式，巷道支護狀態、支護效果得到了明顯改善。礦壓觀測數據顯示，未發生明顯的位移。說明該支護形式能夠適應巷道支護需求。

3 結束語

我們在深部層位的施工中，根據不同的標高的礦壓顯現規律，及時采取不同的巷道支護方式，在-300m水平以上，采用單純的料石圓碹支護方式；在-300m水平以下，料石圓碹后施工錨桿，形成一個平衡組合拱，減少直接作用在料石圓碹上的巖層應力，從而起到加強支護的作用，滿足了該段巷道支護強度要求；當巷道標高超過-350m，采用錨網噴-灌注聯合支護，通過礦壓組長時間觀測，該支護形式下巷道沒有明顯變化，說明該支護形式支護強度較高，滿足了-350m～-400m這一層位的巷道支護強度。

通過以上試驗，在不同層位、不同標高下采用不同支護形式，取得了預期效果，適應巷道支護強度要求，在軟巖深部支護研究方面有了新突破，為礦井深部鄉城井田（-300m～-600m）開拓設計提供了技術參考資料和設計依據。

作者簡介：陳連勝（1969，4-），男，大專學歷，本科在讀，助理工程師。

徐傳軍（1973，1-），男，大專學歷，本科在讀，助理工程師。endprint