岩巷支护对策分析研究

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[摘 要]探索巷道的有效支护方式，提高巷道围岩的稳定性，研究新的支护方法，来提高巷道围岩的安全性，这已经成为煤矿企业关注的焦点，也是摆在采矿人面前的重要课题，为煤矿高效安全的生产创造更为有利的条件。近几年有些巷道采用锚注（注浆锚杆）支护，效果较好，

[关键词]岩巷支护；锚注支护；对策

中图分类号：TD353 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）36-0459-02

众所周知，随着我国经济的不断发展，对以煤炭为主的化石能源的需求量不断增加。神东矿区是国家大型优质煤炭生产基地之一，其中大柳塔煤矿是中国神华神东煤炭集团所属的特大型现代化高产高效矿井，是神东千万吨矿井的奠基者，被誉为神东千万吨矿井群的“孵化器”。开创了中国煤炭工业的新纪元，曾先后多次创造了国内外行业新纪录和世界第一。2002年，大柳塔井年生产原煤1086万吨，成为我国第一个一井一面年产千万吨的矿井。2003年，实现了“双井双千万吨”，建成了世界上最大的井工矿井。2003年以来，原煤生产连续保持2000万吨。投产二十多年，累计生产原煤2.5亿多吨，位居千万吨矿井群榜首。2003年，以大柳塔煤矿核心技术为内容的科研项目《神东现代化矿区建设和生产技术》获得国家科技进步一等奖。连续11年荣登全国特级安全高效矿井排行榜。2007年被陕西省评为“环境友好企业”。

探索巷道的有效支护方式，提高巷道围岩的稳定性，研究新的支护方法，来提高巷道围岩的安全性，这已经成为煤矿企业关注的焦点，也是摆在采矿人面前的重要课题，为煤矿高效安全的生产创造更为有利的条件。

一、工程概况

某巷道围岩岩性主要为粉砂岩、泥岩、碳质泥岩。顶板总体属于半坚硬岩石，顶板局部区域遇水容易软化，水稳性较差，煤层之上有零星伪顶区分布，泥质岩石顶板区易发育滑面，局部可能有小断层及层滑带发育，伪顶区及断裂构造发育地带顶板稳定性差，易冒落。巷道设计长度960m，巷道断面为半圆拱形，净宽6m，净高3.8m，原设计采用锚网喷支护，锚杆间排距800×800mm，纵横挂钢筋网片，喷砼厚200 mm。考滤到该巷道上方有公路、住宅及使用年限，为保证有足够的支护强度，决定对现支护方案进行修改，采用锚注为核心的联合支护体系。

二、锚注支护机理

锚注支护的机理主要是以注浆锚杆为主体的一种支护方式，它的实质将注浆锚杆的杆体做两用，既用于支护，又用于注浆管使用，这样使得通过注浆改变围岩的某些力学性能，而且作为锚杆用时还可以提供一个可靠的着力基础，这样对提高锚杆的支护效果有很大帮助。其支护机理主要包括以下几个方面：

（1）通过注浆锚杆的杆体进行注浆，这样能够使得空气被隔绝，进一步控制巷道围岩的风化和变形，而且还能够防止因水浸湿而导致的围岩自身强度降低的作用。

（2）对围岩进行注浆后，这样能够使得喷层壁后充填密实，从而有效的使得压力均匀的分布在喷层的表面，这样就可以有效的避免应力集中现象的出现。

（3）在通过对围岩注浆加固后，能使普通端锚锚杆实现全长锚固，从而提高了锚杆的锚固力和可靠性，从而很好的保证了围岩的支护结构的稳定性，且注浆锚杆的本身亦为全长锚固锚杆，它们共同将多层组合拱连成一体，共同承载，提高了支护结构的整体性。

三、支护方案及参数选择

（一）支护方案

通过分析研究可以知道，对于各类的巷道的支护形式和效果上看，巷道的支护形式主要有三个关键层次，第一层次就是最初的最原始的被动支护，例如各种金属型钢支架、砌碹等；第二层次是主动支护，在九十年代兴起的锚杆支护，就是一种典型的主动支护，改善巷道岩体力学性能；第三层次即最高层次，这是一种联合支护方式，是以从根本上改变岩体结构及力学性能的以锚杆注浆加固为主的主动加固形式。从这几个层次的发展来看，支护形式发展的快慢直接影响支护效果的好坏。

区段岩石集中巷原设计支护方案如图1所示。

根据现有地质资料，结合巷道围岩具体实际，本着减小巷道翻修频率，延长巷道使用寿命的原则，我们采用以锚注为核心的锚梁网喷注联合支护方式对巷道进行治理。具体支护见断面图2所示。

（二）主要支护技术参数

1、锚杆

锚杆采用Φ18×2100mm的等强锚杆，由1卷CK23×500mm树脂锚固剂锚固，锚固力不小于100KN ，锚杆全断面布置，间排距800×800mm。

2、钢筋网

规格为2.5×1.1m，由φ8的钢筋焊接而成。

3、圆钢钢带

由采用φ12的钢筋焊接而成。

4、喷射混凝土

喷射砼强度等级为C20，喷射层厚200mm，配合比1：2：2。

5、注浆锚杆

注浆锚杆采用破断力≥20t的注浆锚杆，锚杆杆体长2.0m，壁厚4.5mm，杆体十字交叉钻φ6mm的圆孔，注浆锚杆眼口采用止浆塞封堵，尾部上托盘螺母，注浆锚杆间排距为1600×1600mm。

四、施工工艺

区段岩石集中巷采用锚注支护为核心的锚梁网喷注联合支护方案施工工艺为：

1、打顶板锚杆孔安装钢筋网、圆钢钢带安装顶板锚杆打两帮锚杆孔安装两帮钢筋网安装两帮锚杆2、打注浆锚杆孔安装注浆锚杆底角锚杆注浆上止浆塞两帮锚杆注浆上止浆塞顶部锚杆注浆上止浆塞安装托盘螺母3、喷射200mm厚混凝土（注浆应滞后迎头30m为宜，根据观测结果确定是否复注及复注位置）。

注浆时采用自下而上的作业方式，先注两帮，再注顶板锚杆。从而易于保证施工质量。

五、结语

综上所述，随着采掘深度的不断加大，深部巷道所处的地质力学环境越来越复杂，其支护难度也越来越大。该支护技术在实际工程中得到应用，取得了良好的支护效果。表明该支护技术是巷道稳定性控制的一种科学合理、行之有效的技术，可为同类巷道的支护提供借鉴和参考。

参考文献

[1] 张农，袁亮.离层破碎型煤巷顶板的控制原理[J].采矿与安全工程学报，2006，23（1）：34―38.

[2] 袁亮.深井巷道围岩控制理论及淮南矿区工程实践[M].北京：煤炭工业出版社，2006.

[3] 袁亮.淮南矿区煤巷稳定性分类及工程对策[J].岩石力学与工程学报，2004，23（5）：4790―4794.

[4] 陈庆敏，郭颂，张农.煤巷锚杆支护新理论与设计方法[J]，矿山压力与顶板管理，2002，19（1）：12～15

作者简介

李建刚，1978年1月生，毕业于内蒙古科技大学，现在神华神东工程项目管理公司第三项目部工作。