二水平運輸大巷軟巖巷道綜合修復治理技術

劉建偉LIU Jian-wei；薛城峰XUE Cheng-feng；李修養LI Xiu-yang

（棗莊礦業（集團）有限責任公司柴里煤礦，棗莊 277519）

1 工程概況

南大巷為柴里煤礦二水平主要運輸大巷，水平標高-490m，全長650m，為礦井二水平各采區生產時的通風、行人、運輸服務。該大巷為穿層巷道，穿過的巖層主要有砂巖、泥巖、沙質泥巖，但大部分區段為泥質砂巖，地層構造非常復雜。巷道原有支護形式主要有錨網噴、“U”型棚架棚支護，因巷道服務年限較長，出現了巷道頂板下垂、開裂，兩幫折幫，底板鼓起，以及巷道錨桿失效，“U”棚銹蝕，巷道局部地點有淋水等現象，嚴重影響行人、運輸安全。

2 治理方案

針對南大巷圍巖松動圈范圍大，裂隙發育嚴重的特點，如繼續采用普通的純錨桿支護，錨桿的扭矩力及拉拔力均不能達到設計要求，無法有效控制巷道圍巖變形，滿足不了主要運輸大巷服務年限的要求。

巷道修復準則：將巷道支護和巷道圍巖形成一個相互作用，共同承載的整體結構；南大巷的圍巖性質主要為泥巖，此類巖層一定的承載強度，通過特殊支護方式，可提高圍巖的殘余強度；通過研究，軟巖巷道的壓力來自四周，軟巖巷道治理不僅僅對頂板和兩幫進行加固，同時需對底板進行加固。針對圍巖壓力大、松軟，以及裂隙發育嚴重的特點，修復治理易采用錨固和注漿相結合的綜合治理技術。

根據南大巷的斷面尺寸和服務性質要求，同時為減少巷道修復工程量，決定在不破壞原有的支護基礎之上，對局部破碎嚴重的巷道進行剝幫、挑頂、或拆棚后，全斷面的錨網噴＋中深孔、淺孔分層注漿；底板進行臥底、漿底再進行錨桿和注漿加固綜合修復治理技術。（圖1）

3 施工技術參數

3.1 錨桿支護參數

巷道頂部及幫部加固錨桿采用為?18×L2400mm 預應力高強錨桿，錨桿間排距為1000×1000±100mm，錨桿垂直于圍巖面安裝，每顆錨桿使用一支MSCKa25/70 樹脂錨固劑。全斷面錨網，規格為長×寬=2000×1000mm，網格為100×100mm，直徑為6.5mm 的全鋼網；底板加固錨桿采用規格為?18×L2000mm 預應力高強錨桿，每排均勻布置3棵錨桿，配套的錨桿盤（200×300×10mm 平托盤），錨桿的間排距為1000×2000mm±100mm，錨桿垂直于底板打設，每根錨桿使用1 支MSCKa25/70 樹脂錨固劑。

3.2 注漿設備，材料及布置參數

①注漿材料：普通硅酸鹽水泥標號42.5MPa。

②注漿錨索漿液的水灰比為1.5:1，頂板及底板注漿錨桿漿液的水灰比為0.75:1，漿液中摻加添加劑，為水泥重量的8%。

③中空注漿錨索規格為Φ22×4000mm 中空鋼絞線，每孔使用一支MSCKa25/70 樹脂錨固劑；所有注漿錨桿采用4 分鋼管加工制作而成，長度為1.5m，花眼長度為1.2m。

④錨噴段注漿孔布置參數：注漿錨索排距2000m±100mm，間距1500mm±100mm，均垂直頂板布置；注漿錨桿排距2m±100mm，每排按照巷道實際斷面均勻布置7 棵注漿錨桿。注漿錨索、注漿錨桿穿插布置。（圖3）

⑤“U”型棚支護段注漿孔布置方式采取每隔一棚打設一排注漿錨桿，每排均勻布置7 棵注漿錨桿。（圖4）

⑥底板均勻打設3 個注漿孔，注漿錨桿間排距為1000×2000mm±100mm，高預應力錨桿與注漿錨桿交叉布置，錨桿與注漿花管外漏不高于道板上平面。（圖5）

⑦注漿設備：注漿泵采用2ZBYSB（16.7～4.2）/（1～9）-22 型礦用液壓注漿泵，適用于煤礦井下巷道錨桿支護注漿。注漿泵流量為16.8m3/h，注漿壓力為12MPA。（表1）

表1 支護材料及參數

⑧注漿工藝。

1）注漿前，首先用水將設備沖刷干凈，然后先加入清水，然后邊攪拌邊緩慢加入水泥，攪拌水泥到一定的粘稠程度，加入添加劑快速攪拌。

2）注漿時，將注漿器連接到注漿管尾部的內螺紋上，慢慢扭緊注漿器，然后用注漿管路將注漿器與注漿泵進行連接。確保攪拌器和注漿泵正常運行，可以進行攪拌注漿液。

3）開始時注漿速度宜慢，并邊慢速攪拌邊注漿。注漿完畢后拆除注漿管路，取下注漿器進行封孔。注漿壓力控制在5-7MPa 范圍之內。

4 治理效果

通過軟巖巷道綜合修復治理技術，將巷道破碎圍巖內裂隙及“U”型棚后空隙充填密實，將巷道周圍破碎圍巖膠結成一個堅固的整體，提高了巖體的內聚力、內摩擦角和彈性模量，再利用錨桿的壓縮拱作用對巷道起支護作用，同時保證壓力均勻地作用在噴層和“U”棚上，避免出現應力集中，造成應力集中點出現破壞。（圖6-圖9）

南大巷采用此綜合修復治理技術，圍巖形成一個完整結構，錨桿拉力及扭矩力經現場實測，均滿足支護設計要求，錨桿支護強度提高，巷道圍巖變形量減少，注漿后將巷道圍巖內的導水通道封堵，形成隔絕層，巷道圍巖表面無淋水現象，巷道的修復工程量與其他巷道修復方式相比顯著減少，巷道修復工期縮短，對服務年限較長的失修巷道，具有一定的推廣價值。