深井高地壓巷道修復(fù)方案研究與實(shí)踐

李旭波 李旭鵬

（1.沁水縣鑫海能源有限責(zé)任公司鄭莊煤礦，山西 晉城 048000；2.潞安集團(tuán)常村煤礦，山西 長(zhǎng)治 046000）

1 概況

鄭莊煤礦是新建礦井，井底車場(chǎng)落底深度約800 m。西翼揭煤措施巷為井筒落底后施工的第一條巖巷，巷道全長(zhǎng)約175 m。西翼揭煤措施巷巷道需穿過(guò)砂質(zhì)泥巖、2 號(hào)煤線（層厚0.10～0.18 m），施工段巖性為灰—深灰色薄層狀、泥質(zhì)膠結(jié)，局部夾泥巖，下部?jī)?nèi)生裂隙發(fā)育，半堅(jiān)硬，巷道中部局部發(fā)育有小斷層。巷道布置及巖性柱狀圖如圖1。

圖1 巷道布置及巖性柱狀圖

2 巷道原支護(hù)方案和變形原因分析

2.1 巷道原支護(hù)方案

西翼揭煤措施巷斷面為直墻半圓拱，巷道荒寬為5800 m，荒墻高2200 m，荒拱高2900 m，如圖2。

圖2 巷道支護(hù)斷面圖（mm）

西翼揭煤措施巷采用錨網(wǎng)索噴支護(hù)，采用左旋預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)錨桿MSGLW-500/22×2400，錨桿托板采用拱型高強(qiáng)托板，規(guī)格為150 mm×150 mm×10 mm，每根錨桿采用一支MSK2335 和一支MSZ2360樹(shù)脂錨固劑錨固，錨固力不低于190 kN，預(yù)緊力矩不低于400 N·m，間排距800 mm×800 mm。

錨索采用SKP22-1/1860×8300，錨索托板采用高強(qiáng)度可調(diào)心金屬托板，規(guī)格為300 mm×300 mm×16 mm；每根錨索采用一支MSK2335 和二支MSZ2360 樹(shù)脂錨固劑錨固，預(yù)緊力不低于292 kN；鋼筋網(wǎng)采用Ф6.0 mm 鋼筋焊接的經(jīng)緯網(wǎng)，網(wǎng)格為100 mm×100 mm。噴射混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C25。

2.2 巷道變形原因分析

西翼揭煤措施巷受礦壓影響巷道拱部漿皮開(kāi)裂，局部形成大面積的網(wǎng)包。原因分析：（1）西翼揭煤措施巷埋藏較深，受深部圍巖應(yīng)力影響較大；（2）巖性多為砂質(zhì)泥巖，并且2#煤線貫穿掘進(jìn)段，復(fù)合巖層無(wú)法像單一堅(jiān)硬巖層一樣提供必要的支撐力，巷道本身支撐強(qiáng)度低，易發(fā)生變形破壞；（3）施工斷面大，車場(chǎng)內(nèi)交叉巷道多，施工完后在短時(shí)間內(nèi)易出現(xiàn)圍巖蠕動(dòng)變形現(xiàn)象，在圍巖內(nèi)形成松動(dòng)圈，在松動(dòng)圈內(nèi)出現(xiàn)錨固失效；（4）局部發(fā)育有小斷層，構(gòu)造應(yīng)力造成軟分層（煤線與砂質(zhì)泥巖）巖體本身結(jié)構(gòu)破壞，為巷道變形提供了外力條件。

3 巷道修復(fù)方案

根據(jù)巷道拱頂開(kāi)裂的開(kāi)裂原因和嚴(yán)重程度，宜首先采取常規(guī)修復(fù)方案進(jìn)行修復(fù)，對(duì)于地質(zhì)條件薄弱的局部地段采用強(qiáng)化修復(fù)方案[1-4]。

3.1 常規(guī)修復(fù)方案

對(duì)于開(kāi)裂離層較為輕微的地段采取常規(guī)加強(qiáng)支護(hù)，具體方案為：

拱頂部采用補(bǔ)打錨索加強(qiáng)支護(hù)，調(diào)整錨索間排距為800 mm×800 mm。如圖3。

圖3 常規(guī)修復(fù)方案（mm）

3.2 強(qiáng)化修復(fù)方案

根據(jù)西翼揭煤措施巷鉆孔窺視顯示，巷道圍巖離層淺部集中于0～1.5 m 范圍內(nèi)，巖性為砂質(zhì)泥巖，強(qiáng)度較弱，局部有淋水。在構(gòu)造的特殊區(qū)域常規(guī)支護(hù)已經(jīng)無(wú)法滿足現(xiàn)有要求，在大巷埋深、掘進(jìn)方位角和構(gòu)造大小無(wú)法改變的情況下，最有效的支護(hù)手段是錨注，重塑松散破碎圍巖，封堵圍巖裂隙，改善圍巖內(nèi)部松散結(jié)構(gòu)，提高圍巖完整性，提高圍巖承載能力。

3.2.1 重復(fù)變形巷道強(qiáng)化修復(fù)方案

拱頂或墻幫的一般變形區(qū)，先找掉離層漿皮，拱頂或墻幫采用Φ22 mm×2800 mm 注漿錨桿進(jìn)行注漿加固，間排距為800 mm×800 mm。注漿液為水泥漿液，選用P·O42.5R 普通硅酸鹽水泥，水灰比1:2，加入水泥量8%的復(fù)合高效早強(qiáng)減水劑，以增加漿液的可注性，提高注漿強(qiáng)度。注漿壓力終壓不超過(guò)3.0 MPa，采用循環(huán)多次加壓方式進(jìn)行。如圖4。

圖4 重復(fù)開(kāi)裂補(bǔ)強(qiáng)示意圖（mm）

3.2.2 開(kāi)裂嚴(yán)重巷道強(qiáng)化修復(fù)方案

拱頂或墻幫開(kāi)裂嚴(yán)重區(qū)，需找掉或劈掉開(kāi)裂層，初噴漿封閉圍巖、順平輪廓，采用注漿錨桿的同時(shí)，補(bǔ)打SKP22-1/1860×8300 高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力錨索，間排距1600 mm×1600 mm；復(fù)噴漿（噴層里側(cè)原錨網(wǎng)未失效的，不需要再重新掛網(wǎng)，只補(bǔ)錨索）。如圖5。

圖5 重度開(kāi)裂補(bǔ)強(qiáng)示意圖（mm）

4 結(jié)論

鄭莊煤礦西翼揭煤措施巷針對(duì)拱頂和墻幫開(kāi)裂變形的原因和輕重程度，采用高效巷道修復(fù)方案，拱頂和墻幫開(kāi)裂取得了良好的治理效果，為高地壓礦井巷道修復(fù)積累了經(jīng)驗(yàn)。