軟巖巷道支護施工存在的問題及控制對策

喬攀　黎坤　雷華

摘 要：軟巖巷道支護一直是困擾煤礦安全生產的主要問題之一。本文以水礦集團某煤礦巷道施工為工程背景，根據現場調研情況，分析了巷道支護施工中存在的主要問題，如巷道超挖嚴重、）錨桿孔位及預緊力與設計值相差過多等，并提出了相應的控制對策。

關鍵詞：軟巖巷道；支護；施工

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.05.091

0 引言

軟巖巷道支護一直是困擾煤礦安全生產的主要問題之一。由于含有膨脹性粘土礦物，軟巖遇水容易膨脹，導致整體強度降低、膠結程度差，巷道掘進和支護困難，早起的錨桿支護理論和技術適用于中硬、硬巖的圍巖條件中，此時也已不在適用。為解決此類問題，我國學者也開展了大量的研究和實踐，如圍巖強化技術體系、分布動態控制體系、讓壓支護技術體系等，其核心技術是采用高強預應力錨桿、錨索，配合U型棚、噴注漿等手段，實現圍巖和支護體系的統一承載、動態控制，目前在理論和工藝方面都取得了良好的成績。但是再巷道支護施工過程中，仍然存在一些問題。

本文以水礦集團某礦為例，多名技術人員在掘進工作面跟班進行支護質量監測及礦壓觀測測站安裝，根據現場調研統計情況，對巷道支護施工方面存在的問題進行了整理和分析，并提出了相應的控制對策，以期為巷道支護施工提供一定的借鑒。

1 巷道支護施工存在的主要問題

根據調研情況，目前巷道支護施工主要存在以下問題：

（1）巷道超挖嚴重，成形較差。與設計巷道斷面尺寸相比，最大超挖處超過500 mm，此巷道雖然為半煤巖巷，但因為巷道圍巖松軟破碎并存在煤巖互層，圍巖揭露后短時間內即垮落，造成幫頂凹凸不平，護表材料和圍巖存在架空區間，錨桿、錨索多有錨空現象。

（2）錨桿孔位及預緊力與設計值相差過多。①設計要求錨桿孔必須垂直于巖面，但實際施工中多有鉆機在同一個位置上連續打幾個孔都不移位的現象，造成錨桿孔位與設計軸線相差過大，而錨桿螺母又沒有采用調心墊，最后難以有效提高預緊力矩，要求錨桿孔與設計線差值不超過5度。②施工設計要求幫錨桿預緊力矩不小于250 N·m，頂板錨桿不小于300 N·m，除鉆機安裝時擰緊后尚需要人工二次加扭，但根據安裝的兩個托錨力測站，幫頂部共計11塊壓力表，扭矩小于200 N·m，經測量初始預緊力介于1.1～17 kN遠遠達不到設計要求的60～80 kN。③施工方缺少必須的錨網索檢測手段，扭矩扳手和張拉儀的數量或完好狀態均不符合基本的施工要求，按照每300根錨桿檢查5根錨桿扭矩和拉拔力的程序基本沒有得到有效履行。

（3）樹脂藥卷使用的數量的張拉時間均不足：。①現場跟班發現幫部有2根錨桿在安裝時都只放置1根藥卷。在煤壁受回采動壓影響處于圍巖峰后強度時，錨桿錨固長度不足會造成錨固過早失效，無法控制采動期間巷道圍巖的大變形。②采用的中速樹脂藥卷的性能要求，其膠凝時間為50 s左右，4 min左右后進行預緊，但實際施工中均直接攪拌后即擰緊，沒有等到充足的膠凝時間。

（4）頂板金屬網鋪設不符合設計要求。頂板金屬網連接處未按設計壓于鋼帶下，從迎頭向外數10排鋼帶未有1處頂網連接處壓于鋼帶下，不合格率100%，易在此處產生兜冒。

（5）錨索外露過長且有偏載現象。①經現場抽查個別錨索外露長度超過400～500mm，錨索外露過長造成錨索有效支護范圍縮小，達不到設計要求。②滯后施工的錨索梁，錨索安裝在槽鋼的中間孔和邊孔，造成錨索梁偏載。

2 巷道支護施工問題的控制對策

（1）建立健全施工管理制度。雖然巷道支護有具體的施工措施，但是在具體實施過程中難免存在偷工減料的情況，因此，必須建立健全相應的施工管理制度，以制度做保障，以安全生產為出發點，認真落實每項工藝的施工質量，確保支護系統能夠保質保量的完成，避免返修情況的發生，也在根本上排除安全隱患。

（2）違規行為停工整頓。對于未按要求施工的班組，要進行停工整改，重新學習支護設計和作業規程，并經考核合格并可上崗。同時掘進工作面的施工質量檢測儀器應配足，且每種應在3套以上，保證檢測時有設備可用。

（3）認真編審施工措施。施工措施是指導施工安全開展的有力保證，因此必須認真編審。施工過程堅持“敲幫問頂”制度，鉆機、釬子、錨桿張拉儀等施工機具也要有相應的指導規范，對于高壓油管牽拉張拉機，使用中有非正常情況應停機檢查，經修理人員排除故障后方能使用，現場組合的張拉機具，應空載往復行走幾次，排除液壓油路中的空氣后方可使用，而且在張拉時，預應力張拉千斤頂應與鋼絞線保持同一軸線。

（4）落實監控施工質量。規章制度只是防治事故隱患的有效約束，施工質量才是杜絕事故發生的根本保障。因此，在施工過程中必須認真落實施工質量，并采取有效的監控手段。例如，在幫頂部支護嚴格控制錨桿鉆孔的角度，盡量使鉆孔垂直巖面；采用氣動扭矩扳手預緊螺帽，并人工進行二次加扭。在錨索梁兩邊孔位施工錨索，避免偏載，或補充施工邊孔錨索，實現一梁三索。此外，巷道施工應堅持 “錨桿支護設計預緊力最大化、一次支護最大化和監測手段信息化”的思想，對巷道每50 m設置正規監測測站進行長期觀測，并根據監測結果對施工方案進行適應性評價或優化研究。

（5）其它安全注意事項。施工人員必須保護好作業地點的風水管和電纜、各種設備，不得損壞。施工人員抬運物料時要看清腳下路線，防止擠手碰腳、絆倒摔傷。施工打鉆時，扶釬人員嚴禁戴手套，施工人員袖口必須扎緊。“U”型銷的安裝應水平方向或從上向下安裝，并必須插接到位。不得由下向上安裝“U”型銷，因設備的特殊部位只能由下向上安裝“U”型銷時，必須定期檢查，如發現“U”型銷老化、銹蝕嚴重或失去彈性時，必須及時更換。嚴禁使用單腿銷或用鐵絲代替“U”型銷。

3 結語

貴州省內煤炭多為煤層群的形式賦存，隨著上部煤層的回采完畢，已經逐漸開始下部煤層的回采，而軟巖支護困難的特點更為明顯，巷道支護已然成為影響煤礦安全生產的主要問題。因此，在巷道支護施工過程中，必須認真落實管理制度，保障施工質量，確保巷道施工符合要求。

參考文獻：

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