東龐礦深部水平圍巖破碎巷道加固技術研究

摘 要：煤礦井下巷道安全可靠的支護是確保礦井正常生產的基礎，國內外井巷支護的長期實踐表明，錨桿支護技術是快速、安全、經濟的巷道支護方式，它的應用從根本上提高了巷道支護的可靠性，改善了巷道支護狀況，是當今世界巷道支護技術的主要發展方向。錨桿支護技術已比較成熟，有豐富的施工和管理經驗。

關鍵詞：頂板破碎；底鼓嚴重；錨注加固

東龐礦深部水平11采區軌道巷埋深-630m左右，軌道巷里段600m，主要巷道受21107工作面動壓影響且局部為托頂煤、斷層帶軟巖巷道，頂幫破碎變形，底鼓嚴重，兩幫移近量超過1.5m，底鼓量也達到1m以上，斷面由原來15m3縮小為9m3左右，巷道無法正常使用，嚴重影響到運輸、通風、行人安全。采用常規錨網整修后仍然無法控制住巷道變形、底鼓。根據11采區軌道巷大埋深、高應力的特點軟巖巷道采用注漿補強與錨注錨索、錨注錨桿聯合支護技術，有效控制巷道的變形、底鼓，降低巷道維修率，確保礦井的安全生產。

深部水平11采區為2012年主力采區，采區軌道巷規格4.6×3.7m，軌道巷里段600m范圍受21101、21107工作面動壓影響且局部為托頂煤、過斷層應力分布密集區域，巷道頂板破碎、兩幫噴體開裂、底板壓力大底鼓變形，現場不同程度出現斷錨桿、錨索，撕裂鋼帶、頂板下沉現象。巷道規格縮小為3.2×2.8m左右，曾兩次采用常規錨網索整修后均不能有效控制頂幫變形、底膨，由于錨桿錨固力低，對已經形成較大破壞變形的巷道圍巖，不能有效抵抗深部圍巖傳遞的壓力，而且容易造成巷道反復整修。并且已經影響到軌道巷的正常使用，如不及時有效地解決這些問題，將會對礦井的安全生產和經濟社會效益產生影響。

通過對東龐礦在深部水平11采區軌道巷的賦存地質條件、破壞因素、支護形式及其變形特點綜合分析認為：深部水平圍巖破碎巷道只有采取注漿補強與錨索、錨桿聯合支護加固體系，采用錨注加固綜合支護手段，設法恢復和提高淺部圍巖的自撐能力和承載能力，使其有效抵御深部圍巖的巨大變形壓力，才能有效控制此類軟巖巷道的變形。通過精心設計，科學組織，根據巷道圍巖實際情況，首先對巷道采用錨網索進行初步整修后，確定錨注支護設計技術參數，編制錨注施工工藝流程，實施錨注加固作業。集成了省內目前該領域最新的研究成果和有效的技術方法和手段，該項技術成果拓展了錨網支護適用范圍，并將推動復雜地質條件下錨注加固技術研究邁上新的臺階。為進一步提高深部水平高應力特殊區域掘進工藝積累了寶貴的經驗。

隨著近兩年來礦井開采向深部延伸，埋深增大、地壓增加，掘進巷道礦壓顯現日趨劇烈，表現形式為頂底板、兩幫移近量增大，移近速度加快，造成巷道破壞、失修嚴重。這些問題的產生對巷道的支護強度、支護質量、施工工藝及巷道維護提出了更高的要求。

為此東龐礦在深部水平11采區軌道巷圍巖破碎區域進行錨注加固技術研究，采用注漿補強與錨索、錨桿加固的全斷面聯合支護體系，將柔性錨索、錨桿支護技術與注漿加固技術有機地結合在一起，綜合了錨桿加固技術和注漿加固技術的所有優點。確保了礦井的安全生產；并對礦井今后大埋深、高應力、軟巖巷道錨注加固技術積累了寶貴的經驗，奠定了堅實的基礎。

（1）總體思路。通過對礦井大埋深、高應力、軟巖巷道錨注加固，技術進行研究，達到控制巷道變形、節約井巷維修費用、確保礦井的安全生產的目的，并為復雜條件下井巷支護技術探索了一條行之有效的途徑。

（2）技術方案與創新成果。a.在深部圍巖破碎巷道加固方案研究過程中，多次進行專題研究，從設計、組織、管理等多個層面入手，通過全面、認真研究分析，科學合理地制定了錨注加固設計方案。b.采用設計理論與現場實際相結合的研究方法，確定錨注加固注漿參數、施工工藝流程及后期礦壓觀測。

（3）實施效果。a.注漿補強與錨索、錨桿聯合支護加固，在東龐礦深部水平圍巖破碎巷道試驗成功，恢復和提高淺部圍巖的自撐能力和承載能力，使其有效抵御深部圍巖的巨大變形壓力，有效控制巷道的變形，降低了巷道維修率，保證了巷道的正常使用和礦井的安全生產。b.該項成果的成功應用，保證了東龐礦深部水平11采區軌道巷運輸的暢通，為2012年礦井21107、21103主采工作面安全高效回采創造了好的條件。c.在深部水平破碎圍巖支護研究方面進行了有意義的探索。

東龐礦在深部水平11采區軌道巷大埋深、高地壓圍巖破碎巷道開展錨注加固技術研究，每年節約該區域巷道維修費用300萬元，按照11采區剩余服務年限8年計算，節約資金2400萬元。煤礦井下巷道安全可靠的支護是確保礦井正常生產的基礎，國內外井巷支護的長期實踐表明，錨桿支護技術是快速、安全、經濟的巷道支護方式，它的應用從根本上提高了巷道支護的可靠性，改善了巷道支護狀況，是當今世界巷道支護技術的主要發展方向。

作者簡介：王東（1982，9-），2011年畢業于華北科技學院采礦工程專業，現在冀中能源股份有限公司東龐礦從事安全管理工作。