架喷注锚注支护技术在岩巷过断层时的应用

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【摘 要】介绍架喷注锚注支护技术，并通过在淮北矿业集团孙疃矿104回风上山过F5断层时的应用为例，阐述了架喷注锚注施工中的具体方法，为岩巷过断层提供了参考依据。

【关键词】架喷注锚注；过断层

1 引言

孙疃矿地质条件复杂，断层多，在过断层期间岩性变化大，非常难以支护，单一的锚喷支护已不能有效控制巷道的变形，过断层期间，围岩较破碎，裂隙发育，巷道变形较大，后期修复工作量较大，巷道支护成本较高。过断层时采用架喷注锚注支护以后，有效的控制了围岩变形，提高围岩自身承载能力，较好地适应过断层时巷道的围岩特点，保证巷道较长时间的稳定和服务期的安全。

2 工程概况

孙疃矿工程处施工的104采区回风上山已施工至中3点前123m位置，预计施工至中3点前167m时过F5断层，此段巷道岩性为泥岩、细砂岩，局部滑面裂隙比较发育。目前距离F5断层还有44米，该断层倾角为60°、落差135m。为加强过断层期间的支护强度，确保施工安全和支护效果，特优化过断层时的支护设计。

3 技术方案及要求

3.1架喷注锚注支护，具体参数如下

（1）架棚棚距700mm，搭接长度500mm，每处搭接位置采用三副卡缆固定，卡缆扭矩不小于300N・m，采用φ6mm电弧焊冷拔钢筋笆腰帮过顶。每棚搭接处采用一个铁拉板，铁拉板固定在中间一个卡缆处，铁拉板采用宽100mm、厚10mm的钢板加工。

（2）架棚完毕后，一次喷砼厚80mm；综掘机后打设顶部锚杆（锚索），再进行二次复喷，二次支护喷砼厚80mm，喷射混凝土配合比：水泥：黄沙：石子=1：2：1.5砼强度为C20。一次喷砼于迎头进行，二次喷砼于迎头向后50～70m进行。

（3）浅孔注浆：

1）每断面5孔布置，排距1200mm，间距1500mm，均匀布置钻头直径Φ=32mm，孔深1.2m；注浆压力为1MPa。

2）注浆锚杆：长度1200mm，4分钢管制成，钢管底端800mm长度内错开钻孔，孔径由大逐渐变小，前端孔径Φ=8mm，后端孔径Φ=4mm；采用速凝水泥卷封孔，封孔深度为0.8m。

3）注浆采用P・O.425级普通硅酸盐水泥，水灰比1：0.75，滞后前探梁实施。

4）注浆顺序：顺序按由下向上，先注两帮后注顶板；对于不同排的注浆顺序，从后路至迎头依次顺序注浆。浅孔注浆滞后前探梁5-8m施工。

（4）深孔注浆：

1）每断面7孔布置，排距1800mm，间距1800mm，均匀布置，两帮最下一根注浆锚杆开孔至巷道底不大于300mm，并向下扎30°；钻头直径Φ=32mm，孔深2.6m；注浆压力为3MPa。

2）注浆锚杆：长度2600mm，4分钢管制成，钢管底端1.0m长度内错开钻孔，孔径由大逐渐变小，前端孔径Φ=8mm，后端孔径Φ=4mm；采用速凝水泥卷封孔，封孔深度为0.8m。

3）注浆采用P・O42.5级普通硅酸盐水泥，水灰比0.75：1，注浆滞后迎头40～60m。

3.1.4.4注浆顺序：顺序按由下向上，先注两帮后注顶板；对于不同排的注浆顺序，从后路至迎头依次顺序注浆。深孔注浆滞后迎头70～90m施工。

3.2 施工工序

架喷注锚注支护：综掘截割敲帮问顶、放顶梁、侧梁、过顶、安装护山梁（网）喷上部浆综掘机出矸打设背帮板栽腿子壁后喷浆充填打下部锚杆、滞后迎头5米浅孔注浆打上部锚杆（索）复喷综掘机后深孔注浆

4 安全技术措施

4.1 架棚安全技术措施

（1）严格执行敲帮问顶制度，每次施工前及作业过程中都要严格检查巷道的顶帮，找掉危岩活石确认安全后方可施工。

（2）打设临时支护必须及时、牢固、有效并按规定进行，临时支护金属前探梁严格按要求设置。

（3）在蹬高上梁、拧紧螺丝和过顶等工作时，站在迎头实矸石上必须站稳，以防滑倒伤人。

（4）挖腿窝前必须超前背帮，每帮超前背帮板间距不大于700mm，最上一块距顶梁（顶板）不大于300mm，最下一块距底板不大于1.0m，背帮板必须牢固可靠。

4.2 超前支护

（1）迎头必须按规定使用护山网、护山梁，顶、帮固定点均不小于6个；护山网中部必须采取固定措施（固定点不小于两处，保证牢固可靠）。封山打设两道护山梁，每道护山梁使用三根GM20/2400-490型锚杆固定，护山梁打设前应对山墙进行刷平，打设应紧贴岩面。

（2）金属前探梁选用四根长度不小于4m的11#矿工钢，每根固定点不少于3处，每个固定点之间至少间隔一棚，并且要牢固可靠，两端固定点处的前探梁要余出不少于100mm的长度，金属前探梁要等距离均匀对称布置。

（3）过断层期间在迎头拱基线以上沿巷道轮廓线采用打撞楔等措施进行补强加固以加强顶板管理，撞楔采用3m长的1寸钢管。对正迎头山墙起拱以上采用金属网、喷砼100mm厚进行封山，金属网采用Φ6的圆钢点焊加工，规格：长×宽=2500×900mm，网格100mm，网片用GM20/2400-490锚杆固定，锚杆间排距均为1m，2卷Z2950药卷/根。

4.3 过断层期间安全技术措施

（1）坚持班班打探眼对断层进行探查，以便准确掌握断层赋存及巷道围岩状况做好防治瓦斯工作。打探眼时，如遇垮钻、顶钻、瓦斯变化异常现象时，必须立即停止作业，撤出人员，汇报调度等候处理。

（2）过断期间严格控制循环进度，短掘短支，循环进度不大于1.4m，岩性较差时将循环进尺改为0.7m。围岩破碎时采用风镐掘进，并及时对顶板进行锚杆支护，严禁迎头出现空帮、空顶现象。

（3）打设临时支护必须及时、牢固、有效并按规定进行，临时支护金属前探梁严格按要求对称布置在巷中两边并用木楔刹紧。

（4）过断层在迎头拱基线以上沿巷道轮廓线采用打撞楔等措施进行超前支护以加强顶板管理，撞楔采用3m长的1寸钢管，间距不大于100mm，超前控制距离≮3.0m，安装撞楔要与迎头第一棚棚梁之上并紧贴第二棚棚梁之下，其尾部剩余长度不超过第二棚棚梁位置100mm，打一根装一根；过断层时对正迎头山墙起拱以上采用喷砼铺网打锚杆进行封山。

4.4 防治水

当工作面或其它地点发现有挂红、挂汗、变冷，出现雾气、水叫、顶板淋水加大、顶板来压、支架位移严重、底板鼓起或产生裂隙出现渗水、水色发浑、有臭味等突水征兆时，必须停止作业，采取措施，立即报告矿调度和项目部调度，发出警报，撤出所有受威胁地点的人员。

4.5通风区必须加强工作面安全监测装置的管理，过断层前必须进行一次校验，确保功能正常，能实现瓦斯超限断电和故障闭锁功能。

4.6过断层期间，加强管理人员跟班制度，确保施工的安全。对断层带加强矿压观测，建立矿压观测数据，出现异常，立即向调度汇报，禁止盲目行动。

4.7特殊地段施工完毕后，跟班管理人员要与安监员一同对质量进行全面检查，合格后及时向矿调度所汇报，矿调度要做好专门记录。检查不合格的工程要加固返工。跟班管理人员现场安全确认不具备作业条件时，严禁作业。

参考文献：

[1]石井堂.采用“架喷注锚”支护工艺过断层穿煤层施工技术[J].煤炭技术，2010（10）.

[2]张飞，徐建文.架喷注锚复合支护在巷道穿煤时的应用[J]. 江西煤炭科技，2013（11）.

作者简介：

刘松（1979.10―），男，安徽淮北人，现淮北矿业集团工程建设公司孙疃矿建项目部技术员，助理工程师。