—300M以下軟巖巷道的支護(hù)方式的研究及應(yīng)用

陳連勝+徐傳軍

摘 要：文章介紹了龍礦集團(tuán)洼里煤礦在施工過(guò)程中，根據(jù)施工條件、層位、壓力顯現(xiàn)采用了砌碹支護(hù)、錨桿和料石圓碹聯(lián)合支護(hù)、錨網(wǎng)噴-砌碹聯(lián)合支護(hù)、錨網(wǎng)噴-灌注聯(lián)合支護(hù)技術(shù)，取得了較好的支護(hù)效果，滿足了巷道支護(hù)強(qiáng)度要求，對(duì)典型“三軟”巖層中深部巷道支護(hù)方式進(jìn)行了有益的探索，為深部巷道施工提供了支護(hù)依據(jù)。

關(guān)鍵詞：軟巖深部巷道；聯(lián)合支護(hù)；研究應(yīng)用

龍口礦區(qū)井田煤系地層為第四系覆蓋下的第三系煤田，煤系地層主要由泥巖、砂巖、粘土巖、油頁(yè)巖和煤組成，其特點(diǎn)包括：巖石強(qiáng)度低，自穩(wěn)性差，承載能力小；巖石中含有大量的蒙脫石，節(jié)理發(fā)育，易風(fēng)化、潮解，吸濕泥化，強(qiáng)膨脹，發(fā)生蠕變，屬比較典型的“三軟”地層。

1 概述

1.1 工作面概況

十二采下部軌道下山為洼里煤礦十二采區(qū)下部的準(zhǔn)備巷道，設(shè)計(jì)工程量2712m，服務(wù)年限10年。

1.2 工作面地質(zhì)條件

工作面施工標(biāo)高-230～-395m，地面標(biāo)高13.1～15.6m，煤層較穩(wěn)定，直接頂板為灰黑色頁(yè)巖，厚度為5.0m，巖性軟弱，易冒落；直接底板為次油頁(yè)巖，厚度1.75m，巖性軟弱，易膨脹底鼓。施工區(qū)域，地質(zhì)條件較復(fù)雜。施工過(guò)程中將受到落差25～75m的F10斷層及其附生斷層影響。

2 支護(hù)形式的選擇

十二采下部軌道下山自開(kāi)口標(biāo)高-300m水平以上，采用料石圓碹支護(hù)能滿足支護(hù)要求。隨著采場(chǎng)的延伸，圍巖壓力不斷增大，當(dāng)標(biāo)高超過(guò)-300m時(shí)，碹體開(kāi)始出現(xiàn)裂縫、掉片現(xiàn)象，礦壓顯現(xiàn)明顯，底鼓、下沉、內(nèi)擠，已經(jīng)很難滿足支護(hù)需求。所以，我們不得不對(duì)巷道支護(hù)形式進(jìn)行改革，試用聯(lián)合支護(hù)形式解決礦井深部支護(hù)問(wèn)題。

2.1 采用錨桿和料石圓碹聯(lián)合支護(hù)方式

料石圓碹后方打設(shè)錨桿提高巷道的支護(hù)強(qiáng)度，先進(jìn)行錨桿支護(hù)，底拱以上每排打設(shè)15支錨桿，錨桿支護(hù)和料石圓碹支護(hù)之間預(yù)留300-400mm的可縮空間使用可縮材料填充，再進(jìn)行料石圓碹支護(hù)以徹底封閉圍巖。

2.1.1 支護(hù)效果

該支護(hù)形式加強(qiáng)了巷道的支護(hù)強(qiáng)度，但效果不明顯，分析原因是，三軟巖層，巖層穩(wěn)定性差，預(yù)設(shè)的錨桿可能隨著圍巖一塊兒向外移動(dòng)造成料石碹破壞。

2.2 采用砌碹+錨網(wǎng)噴聯(lián)合支護(hù)

根據(jù)礦井支護(hù)經(jīng)驗(yàn)和礦壓現(xiàn)場(chǎng)的基礎(chǔ)觀測(cè)資料，試用錨網(wǎng)噴和砌碹聯(lián)合支護(hù)，第一步，進(jìn)行錨網(wǎng)噴支護(hù)，第二部，進(jìn)行料石砌碹。

2.2.1 所需的支護(hù)材料

錨桿采用φ18mm、L2200mm全螺紋等強(qiáng)錨桿；金屬網(wǎng)用雙股12#鐵絲連網(wǎng)一道；噴射混凝土標(biāo)號(hào)為C20，厚度100mm。砌碹支護(hù)料石采用350*250*150mm花崗巖，混凝土標(biāo)號(hào)為C20。

2.2.2 巷道的施工順序

人工爆破后，進(jìn)行迎頭臨時(shí)支護(hù)，然后搭設(shè)錨網(wǎng)噴封閉圍巖，并根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，及時(shí)復(fù)噴，現(xiàn)場(chǎng)礦壓觀測(cè)確定圍巖穩(wěn)定資料。當(dāng)圍巖基本穩(wěn)定后，再進(jìn)行砌碹。

2.2.3 錨網(wǎng)噴施工要求

（1）安設(shè)錨桿并掛網(wǎng)：錨桿孔位的施工必須嚴(yán)格按照措施要求執(zhí)行，間、排距分別為700*700mm。

（2）噴射混凝土：采用潮料噴漿，水泥、砂和石子必須混合均勻。噴漿時(shí)，噴漿機(jī)的供風(fēng)壓力0應(yīng)當(dāng)保持在0.4MPa以上，供水壓力要求高于風(fēng)壓0.1MPa，供水量應(yīng)當(dāng)控制好，水灰比在0.4～0.5之間。

2.2.4 支護(hù)效果

錨網(wǎng)噴和砌碹聯(lián)合支護(hù)方式的支護(hù)強(qiáng)度顯著提高，巷道變形基本消失，礦壓觀測(cè)發(fā)現(xiàn)，巷道標(biāo)高不超過(guò)-350m時(shí)，該支護(hù)形式能夠滿足支護(hù)度要求。但是，當(dāng)巷道標(biāo)高超過(guò)-350m時(shí)，該支護(hù)形式明顯強(qiáng)度不夠，導(dǎo)致出現(xiàn)掉片、片幫、底鼓等破壞。

2.3 錨網(wǎng)噴和灌注聯(lián)合支護(hù)方式

為了滿足施工強(qiáng)度要求，我們?cè)囉缅^網(wǎng)噴和灌注聯(lián)合支護(hù)方式。

2.3.1 支護(hù)方式

采用二次支護(hù)的施工工藝，一次支護(hù)為錨網(wǎng)噴方式，施工斷面為D3.9m，采用錨網(wǎng)噴錨梁支護(hù)。一次支護(hù)10m后，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行二次支護(hù)——灌注，施工斷面為D3.2m，二次支護(hù)采用砼灌注帶料石底拱，灌厚350mm，地坪以下砌料石底拱，矢高800mm。

2.3.2 灌注施工的工藝要求

（1）灌注前，首先清理錨噴段噴體的破碎部分，確保噴體完整、沒(méi)有脫層及懸矸。

（2）灌注前，按設(shè)計(jì)的坡度支設(shè)碹骨。并用碹骨專用的拉桿把碹骨固定。

（3）灌注時(shí)，循環(huán)進(jìn)尺7.5m，按由外向里順序進(jìn)行，防止混凝土外流。

（4）在灌注完畢7天后方可拆撤碹骨，回收碹板。頭7天每班養(yǎng)護(hù)一次，后15天每天養(yǎng)護(hù)一次。

2.3.3 取得的效果

采用錨網(wǎng)噴灌注聯(lián)合支護(hù)方式，巷道支護(hù)狀態(tài)、支護(hù)效果得到了明顯改善。礦壓觀測(cè)數(shù)據(jù)顯示，未發(fā)生明顯的位移。說(shuō)明該支護(hù)形式能夠適應(yīng)巷道支護(hù)需求。

3 結(jié)束語(yǔ)

我們?cè)谏畈繉游坏氖┕ぶ?，根?jù)不同的標(biāo)高的礦壓顯現(xiàn)規(guī)律，及時(shí)采取不同的巷道支護(hù)方式，在-300m水平以上，采用單純的料石圓碹支護(hù)方式；在-300m水平以下，料石圓碹后施工錨桿，形成一個(gè)平衡組合拱，減少直接作用在料石圓碹上的巖層應(yīng)力，從而起到加強(qiáng)支護(hù)的作用，滿足了該段巷道支護(hù)強(qiáng)度要求；當(dāng)巷道標(biāo)高超過(guò)-350m，采用錨網(wǎng)噴-灌注聯(lián)合支護(hù)，通過(guò)礦壓組長(zhǎng)時(shí)間觀測(cè)，該支護(hù)形式下巷道沒(méi)有明顯變化，說(shuō)明該支護(hù)形式支護(hù)強(qiáng)度較高，滿足了-350m～-400m這一層位的巷道支護(hù)強(qiáng)度。

通過(guò)以上試驗(yàn)，在不同層位、不同標(biāo)高下采用不同支護(hù)形式，取得了預(yù)期效果，適應(yīng)巷道支護(hù)強(qiáng)度要求，在軟巖深部支護(hù)研究方面有了新突破，為礦井深部鄉(xiāng)城井田（-300m～-600m）開(kāi)拓設(shè)計(jì)提供了技術(shù)參考資料和設(shè)計(jì)依據(jù)。

作者簡(jiǎn)介：陳連勝（1969，4-），男，大專學(xué)歷，本科在讀，助理工程師。

徐傳軍（1973，1-），男，大專學(xué)歷，本科在讀，助理工程師。endprint