特殊条件下大跨度硐室支护方式的改进

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摘要：随着煤矿开采技术的发展，对井下运输能力的需求越来越大，井下机械设备的功率、体积及相应的设备硐室也随之增大。由于大断面硐室控顶面积大，现在常用的支护方式已经越来越不能适应矿井安全生产的需要。为此，我矿在大断面硐室支护方式上做出了改进，取得了良好效果。

关键词：锚梁网（索）喷 钢筋扎花网 底板锚索 全断面注浆

1、前言

在我矿开拓工程中，大断面硐室均采用锚梁网喷支护。但从已经施工的大断面硐室情况来看，大多已被严重压坏，有的硐室已被数次压坏，并经数次重新修护。但每次经重新修护后的硐室也只能保证一年半左右的使用期。不但给我矿的人力、物力造成巨大浪费，而且给矿井的安全生产带来极大的安全隐患。随着我矿向二水平延伸，巷道围岩条件越来越差，矿压显现愈加显著。因此，普通的锚梁网喷支护大断面硐室已经越来越不能适应安全生产的需要。为此，2011年5月，我们在施工II51运输上山机头硐室时，在我矿首次使用“锚梁网喷+全断面注浆+钢筋扎花网+全断面锚索”支护大断面硐室，并获得成功。

2、硐室现状

由于Ⅱ51运输下山机头硐室在本身岩层破碎及Ⅱ7212工作面采动压力的双重影响下，整个硐室的顶板及帮部变形严重，锚杆拉断74%左右，且底板鼓起，已不能满足矿井的安全生产需要，巷道支护整体失稳，变形严重，影响Ⅱ51系统的运输、通风和行人，危及矿井安全生产，为了解决Ⅱ51运输下山机头硐室支护问题，经过优化设计，提出了锚梁网喷+全断面注浆+全断面锚索+底板浅、深孔注浆的支护方式，取得的良好效果。

3、技改方案

（1）根据硐室现场调查，该硐室顶板及帮部整体岩性破碎，顶板及帮部毁坏严重，锚杆大部分被拉断，铁丝网破裂，岩石掉落，底板鼓起，原巷道设计尺寸为B×H=8.4m×5.0m，变形后尺寸为B×H=5.4m×2.6m，硐室变形非常严重，正常的加固支护方式已不能满足该硐室的需求。

（2）我矿以往常用的高强耦合支护方式为锚杆+锚索+钢筋网+W钢带，由于Ⅱ51运输下山机头硐室条件比较特殊，经过讨论及优化，在该支护方式的基础上提出了“锚梁网喷+全断面注浆+钢筋扎花网+W钢带+全断面锚索+底板浅、深孔注浆”的支护方式。

4、施工方案

在施工之前先对该硐室顶板进行窥视，探明顶板岩性、煤层赋存情况及岩层整体完整性，根据窥孔结果，在顶板首次锚梁网喷支护及注浆之后采用分段使用不同长度锚索加固，具体布置方式如下图：

其中锚梁网索喷支护用锚杆采用φ22mm×3000mm等强螺纹锚杆，顶板及帮部采用φ20mm×2000mm注浆锚杆，锚索采用φ17.8mm×6250mm/8000mm钢绞线。巷道底板在运输机安装之后采用φ20mm×2000mm注浆锚杆及φ22mm×5000mm注浆锚索分别对浅部及深部注浆，巷道整体支护布置方式如下图：

底板注浆锚杆机注浆锚索布置方式如下图：

5、效果分析

（1）安全效果分析：从加固效果来看，根据顶板窥视结果采用分段使用不同长度的锚索对顶板加固及使用全锚索对帮部加固，巷道支护效果比较稳定，巷道两帮及移近量较小，无底鼓现象，因此，采用“锚梁网喷+全断面注浆+钢筋扎花网+W钢带+全断面锚索+底板浅、深孔注浆”的支护方式在技术上是可行的。

（2）经济效果分析：一根φ22*3000锚杆成本63.16元/根，一根φ17.8*6250锚索成本81.69元/根，一根φ17.8*8000锚索成本104.56元/根，该硐室40m长，共需锚索863根，其中6.25m长锚索需463根，8m长锚索需400根，硐室全面积为713.7m2，全断面支护、注浆及底板浅深孔注浆共需费用50万元（含人工费），由于支护效果良好，大大减少了后期支护次数，根据巷道变形情况初步估计节省的后期支护费用为90万元，具有良好的推广价值。