刘桥一矿深部软岩巷道机理分析及控制技术研究

刘桥一矿深部软岩巷道机理分析及控制技术研究

张攀孙伟

皖北煤电集团刘桥一矿张攀孙伟

摘要：随着矿井开采深度的不断增加，地质条件越来越复杂，各矿都在不断探索、研究巷道支护问题。本文阐述了皖北煤电集团刘桥一矿深部延深巷道Ⅱ66下采区、-810水平变电所泵房掘进施工时采取锚网索耦合支护的新方法与新技术，为深部受断层构造的影响巷道施工及支护技术开辟了广阔的前景，获得了较好的经济效益。

关键词：深部巷道；锚网索耦合支护；二次锚网索支护1概述刘桥一矿进入深部开采后，巷道变形极其强烈。不仅受采动影响的巷道强烈变形，而且相邻巷道修复都可能引起巷道围岩强烈变形，甚至新掘巷道出现了前掘后修、反复修复的恶性循环，造成巷道修复工程量大、巷道支护成本高。从Ⅱ66采区的围岩条件看，Ⅱ66采区除巷道埋深较大外，Ⅱ66采区准备巷道还受DF27断层构造的影响，造成Ⅱ66采区准备巷道围岩破碎，巷道围岩变形强烈。

2机理分析根据-810水平变电所、泵房地质条件以及与之相连的三条II66采区下山的变形特征可知，在硐室服务期间内，硐室将经受断层构造影响、多次动压影响和相邻巷道的掘进影响，巷道围岩处于高应力低强度的不利环境中。针对此类巷道而言必须从以下两方面考虑其支护方案。

3水平变电所、泵房围岩强化由于-810水平变电所、泵房受断层构造影响，施工中若揭露岩层松散、破碎，在高强锚网支护和喷浆结束后，需对巷道围岩进行注浆加固，提高巷道破碎围岩体的完整性及强度。注浆锚杆间排距1500×1500mm，起注高度400mm，孔深3000mm。

注浆过程中需要控制的注浆参数主要有注浆压力、注浆量和注浆时间，并且严禁漏注、少注。

（1）注浆压力注浆压力是浆液在围岩中扩散的动力。它直接影响注浆加固质量和效果，并受地层条件、注浆方式和注浆材料等因素的影响和制约。在注浆过程中应加强观察，不进行破坏性注浆，注浆压力一般应不超过3Mpa。

（2）注浆量由于围岩裂隙发育、围岩松动范围的不均匀性和围岩岩性的差异，围岩吸浆量差别较大，本着既有效地加固围岩，又节约注浆材料和注浆时间的原则，根据围岩状况和注浆压力，综合确定合理注浆量。

（3）注浆时间为了防止浆液沿弱面扩散较远，造成跑漏浆现象，注浆过程中在控制注浆压力和注浆量的同时，必须有效控制注浆时间。

4施工质量管理巷道支护要取得良好的效果，正确的设计是基础，施工质量是保证。为此要做到如下几条：1）施工质量矿方要有专人监督负责，责任落实到人，，必须严格按照设计方案施工。

2）对施工质量进行日常监督和检查。

（1）锚索、锚杆孔一定要吹洗干净，严禁使用变质的树脂锚固剂；（2）锚索、锚杆位置、角度、规格严格按照设计要求施工；（3）钢筋网与围岩间一定要喷严喷实，喷层厚度以盖住钢筋网为准；（4）地质条件发生变化时，应根据变化程度，调整支护参数或采取应急措施及时处理；（5）为了保证施工质量，锚杆预紧力矩不低于300N.m，锚索预紧力不低于10t，并且喷浆前必须重新预紧锚杆螺母；（6）发现不合格锚杆、锚索，必须在其周围补打合格锚索。

5测站布置形式为了检测巷道施工效果，在现场每隔40m设一个变形监测断面，每一监测断面设3组测点，每组4个测点，即在每个断面的顶、底和两帮中部各布置一个测点。观测方法采用测抢和测杆直接量测，同时安排技术人员每3天对该段巷道观测一次，并收集观测数据形成资料。

6巷道表面位移观测分析对观测数据的整理分析如图1～4所示：

分析图1～4可得巷道表面移近特征，见表1。综上可得：（1）巷道进行锚网索耦合支护二次锚网索支护以后一段时间内，还有一定量的变型，巷道表面有一定的移近量，随后变形趋于稳定；（2）巷道两帮移进量35～40天后基本趋于稳定，最大移进量70mm；巷道顶底移进量25～30天后基本趋于稳定，最大移进量150mm；（3）巷道进行锚网索耦合支护二次锚网索支护以后，顶底移进量大于两帮移进量，两帮变形稳定期大于顶底。

从巷道表面位移观测结果可看出：锚网索耦合支护、二次锚网索支护有效地控制了围岩的变形，巷道施工以后围岩变形很小且在较短时间内趋于稳定，说明锚网索耦合支护二次锚网索支护对围岩的控制效果良好。由于在设计时预留部分变形空间，巷道在服务期内不需要再次修护，即使受采动影响巷道变形空间加剧，但是总体上能满足运输、通风、行人的要求。

表1巷道表面移进特征测站编号位置稳定时间/d稳定移进量/mm最大移进量/mm巷道两帮355560Ⅰ巷道顶底258085巷道两帮365355Ⅱ巷道顶底28125130巷道两帮377075Ⅲ巷道顶底26105110Ⅳ巷道两帮406773巷道顶底30145150巷道两帮386270综合巷道顶底281301407结论通过以上的理论分析和工程实践应用，可得以下结论：1）深部软岩巷道采用锚网索耦合支护、二次锚网索支护新技术以后，使巷道围岩强度和支承能力得到了显著的提高，提高了支护结构的整体性和承载能力，减少了塑性变形，巷道变形量明显降低，有效地控制巷道围岩的变形破坏。

2）锚网索耦合支护、二次锚网索支护新技术对于控制深部软岩巷道的变形具有显著的经济效果，是一种非常好的主动支护形式，可以较好地解决深部软岩巷道的支护问题。

随后在Ⅱ66回风下山、Ⅱ66运输下山等处的巷道支护情况表明，采用锚网索耦合支护、二次锚网索支护新技术，有效地控制巷道围岩的变形破坏，确保了安全生产，对指导刘桥一矿巷道支护起到很好指导作用，取得了良好的经济效益。

参考文献：[1]陈炎光，陆士良，侯朝炯等.中国煤矿巷道围岩控制[M].徐州：中国矿业大学出版社，1994.[2]侯朝炯，郭励生，勾攀峰等.煤巷锚杆支护[M].徐州：中国矿业大学出版社，1999.作者简介：张攀：（1987～）男，安徽淮北人，助理工程师，现工作于皖北煤电刘桥一矿综掘区，2010年毕业于安徽理工大学。