9-301運輸中巷“錨網索+鋼棚+噴漿”復合修復技術的實踐

任瑞生

（山西焦煤霍州煤電集團呂臨能化有限公司龐龐塔煤礦，山西 呂梁 031499）

1 工程概況

呂臨能化有限公司龐龐塔煤礦地處山西離柳礦區，可采5上、5、9號煤層，設計生產能力1000萬t/a。9-301工作面位于10#煤七采區，地表為高山丘陵區，工作面標高+867～ +93 m，巷道設計長度1 605.4 m，煤層平均厚度6.28 m，煤層平均傾角10°，中等地質構造，煤層中部夾一層碳質泥巖。基本頂為砂巖，直接頂為泥質灰巖，偽頂為砂質泥巖，直接底為砂質泥巖，基本底為砂巖。

9-301運輸中巷直墻半圓拱形，巷道設計凈寬5200 mm，凈高4000 mm，基于龐龐塔煤礦以往深部軟巖巷道的經驗基礎，原支護設計方案為錨網噴聯合支護，頂、幫錨桿全部采用Ф22 mm×2600 mm左旋無縱筋高強度螺紋鋼錨桿，錨桿抗拔力70 kN，配 套150 mm×150 mm×12 mm的 鐵 托板，混凝土噴射強度等級為C20，混凝土噴射厚度120 mm。錨桿采用三花形布置方式，錨桿間距800 mm，排距800 mm。每根錨桿每孔使用1卷MSCK2835型樹脂藥卷和2卷Z2835型樹脂錨固劑，錨桿預緊力矩不小于450 N·m；金屬網片采用Ф6.5 mm鋼筋制作，網孔規格100 mm×100 mm，搭接長度150 mm。

9-301運 輸 中巷2019年5月 到2020年7月 的施工過程中，巷道圍巖變形較大，表現為巷道拱頂部頂板變形掉漿皮現象，錨桿脫落、網片撕裂、頂板下沉，底鼓和斷面嚴重變形。針對發生的問題，2019年7月對拱頂采用Ф17.8 mm×7000 mm錨索進行加強支護，錨索間距1600 mm，排距1600 mm，如圖1。但到了2021年1月期間，9-301運輸中巷305～615 m段又發生大變形，兩幫最大移近量2400 mm，頂底板最大移近量1125 mm，底鼓量1125 mm，原來支護設計及維修方案已無法保證巷道安全使用，必須對修復方案進行進一步優化改進。

圖1 9-301運輸中巷原錨網索噴支護斷面示意圖（mm）

2 9-301運輸中巷變形原因分析

（1）深部軟巖巷道易變形。9-301運輸中巷為深部軟巖巷道，易變形。潮濕的井下作業環境，進一步加劇了圍巖的變形和破碎程度。9-301運輸中巷受采動影響發生失穩，加劇了圍巖變形和破壞。

（2）原有錨網噴聯合支護強度低。原錨網噴聯合支護方式效果不佳，現場監測結果表明：巷道底鼓和兩幫移近變形大，無法控制巷道圍巖的變形量，支護系統的剛度和強度不能滿足巷道支護需求。

（3）巷道修復方案不合理。對于巷道底鼓和斷面嚴重變形問題，盡管采用了拱頂Ф17.8 mm×7000 mm錨索加強支護，但一年過后巷道圍巖變形破壞嚴重，拱頂部漿皮開裂、錨桿脫落、網片撕裂、頂板下沉、底鼓和斷面變形等。

3 9-301運輸中巷修復方案設計[1-6]

3.1 巷道修復支護方式的選擇

深井軟弱圍巖巷道的支護采用高強錨桿+預應力錨索支護進行維修加固可行，可改善巷道圍巖力學性質，可有效地防止巷道的變形。分析9-301運輸中巷返修巷道的實際情況，確定對其采用主被動的“錨網索+鋼棚+噴漿”復合修復技術，即一次支護為錨網索支護，二次支護為“鋼棚+噴漿”支護。

3.2 巷道斷面及支護參數

修復巷道設計凈寬5200 mm，凈高4000 mm，凈斷面積16. 83 m2，采用“錨網索+鋼棚+噴漿”復合修復技術，如圖2。

圖2 “錨網索+鋼棚+噴漿”復合修復支護示意圖（mm）

巷道一次支護方式采用“錨網索”支護。錨索規格為Ф17.8 mm×3500 mm（1×7股鋼絞線），預應力60～100 kN，錨固力不小于200 kN，錨索配置采用300 mm×300 mm×15 mm的鋼板托板及配套鎖具，錨索間排距1600 mm×800 mm，呈“五花眼”布置。采用1卷MSCK2835樹脂藥卷和2卷Z2835樹脂藥卷錨固劑錨固錨索，張緊強度30 MPa，錨索托盤采用16 mm厚200 mm×200 mm方形配套鐵托盤，采用Ф6.5 mm金屬網全斷面掛鋼筋網片，規格100 mm×100 mm，網片聯結方式為搭接，搭接長度150 mm，采用14#鐵絲連接。

巷道二次支護采用“鋼棚+噴漿”支護，鋼棚采用U29型半圓拱形鋼支架，間距為800 mm，鋼棚之間采用8根拉桿固定，在鋼支架棚腿上補打兩根錨桿，錨桿規格Ф22 mm×2600 mm，每根錨桿采用1卷MSCK2835樹脂藥卷和2卷Z2835樹脂藥卷錨固劑錨固，鋼支架噴漿厚度50 mm。

4 支護效果分析

在2021年4月5日至7月8日期間，對已修復的9-301運輸中巷的收斂變形情況進行了連續觀測，觀測結果見表1。

表1 9-301運輸中巷收斂變形觀測數據情況表

從表1結果可知，9-301運輸中巷修復后的圍巖變形量較小，沒有發生明顯變化，修復和支護方式能較好地控制巷道圍巖，修復效果理想。

5 結論

以龐龐塔煤礦9-301運輸中巷為例，對其進行了主被動“錨網索+鋼棚+噴漿”復合修復技術的研究。收斂變形情況連續觀測結果表明：9-301運輸中巷巷道圍巖的變形量較小，沒有發生明顯變化，修復和支護方式能較好地控制巷道圍巖，修復效果理想。在軟巖巷道修復中，一次支護采用“錨網索”支護，可以及時進行二次預緊，支護效果理想；在二次支護當中，架棚的被動支護能起到松幫讓壓效果，維護巷道的穩定。主被動的“錨網索+鋼棚+噴漿”的復合修復技術在9-301運輸中巷的應用是成功的，有效保障了巷道的安全性。