锚注架联合支护在深井软岩巷道修复中的应用
收稿日期：2015-04-02作者简介：罗豪（1986－），男，四川乐山人，助理工程师，从事安全生产管理工作。
doi ：10．3969/j．issn．1005－2798．2015．07．014
锚注架联合支护在深井软岩巷道修复中的应用
罗
豪
（国投曲靖煤炭开发有限公司，云南曲靖655000））
摘
要：深井巷道地应力高，巷道常常变形大，文章以口孜东矿中央（13－1）采区轨道上山555m 处至上部
车场巷道为例，该巷道主要位于砂质泥岩层位，中间夹带煤线，属于软岩巷道，埋深较深，原顶板极为破碎，变形严重，在修复中应用了锚网索喷注架联合支护技术，让围岩形成整体，充分利用岩石残余强度，取得了良好的支护效果，可为同类型巷道修复提供一定借鉴意义。关键词：锚注架；联合支护；修复中图分类号：TD32
文献标识码：B
文章编号：1005-2798（2015）07-0032-02
随着煤矿开采技术的发展和开采深度的加深，
地应力增高，巷道所处围岩岩性变差，尤其是深井高
应力软岩巷道，
围岩变形快、变形大，单一的支护方式难以满足支护要求，常常需要采用锚网索喷、注浆、架棚等联合支护方式。通过注浆，改变围岩松散破碎结构，提高其粘结力、内摩擦角和围岩的整体性，同时围岩为锚杆提供可靠的着力基础，充分发挥
锚杆对松散破碎层的锚固作用［1］
，锚网索喷注架形成联合支护体系，能较好地满足复杂围岩条件下的
支护要求，
也在深井大变形软岩巷道修复中得到越来越多的重视与应用。
1工程概况
口孜东矿地面标高为+24m 左右，第一水平标高为－967m ，矿井已属于千米深井。加上上覆平均
厚度为591．60m 的新生界松散层，
矿井地应力很高。中央（13－1）采区轨道上山（属第一水平）555m 处至上部车场原巷道采用锚网索喷+36U 型棚支护，
斜巷坡度15?，该段巷道主要位于砂质泥岩层位，中间夹带煤线，属于软岩巷道，巷道顶板距离13－1煤很近，局部已经揭露煤层。顶板极为破碎，底板底鼓，顶底板移近量超过1m ，变形严重，影响通风、运输及行人安全。
2支护机理
该巷道属于深井高应力大变形巷道，原支护采
用锚网索喷+36U 型棚，半年多内巷道变形大，顶板
破碎，根据岩石力学岩石变形规律［2］
、现场监测和
相关研究［3］
表明：围岩已卸压，高应力往围岩深处转移。通过注浆，一方面将松散破碎岩块胶结成整
体，从而提高岩体的内聚力和内摩擦角，使岩体本身成为支护结构；另一方面，使普通端式锚杆变成全长
锚固锚杆，
使锚杆与围岩形成整体，充分发挥锚杆锚固作用，形成可靠有效的组合拱。利用浆液充填围岩裂隙，与锚网索喷架支护相结合，形成多层组合拱，
可扩大支护结构的有效承载范围，提高支护结构的整体性和承载能力［1］
，满足复杂条件下巷道的支护要求。
3
施工方法与技术要求
3．1
局部注浆加强支护
对原巷道断面进行初喷浆封闭围岩。对漏顶区
域巷道顶部施工3根锚注管进行注浆加固，
锚注管规格为D 22mm ?2000mm ，锚注孔深为2500mm ，锚注管间排距为2000mm ?2000mm 。注浆压力为2MPa 。3．2
刷扩巷道到设计尺寸卧底、整道，拆U 型棚，挑顶刷帮，施工到巷道设计尺寸。巷道每刷扩一排锚网的距离就得及时进行锚网索支护，帮部刷扩支护滞后顶、肩窝刷扩支护的距离不得超过5m 。3．3锚网索喷支护
1）锚杆施工。顶部锚杆眼采用锚索机配合中空六角组合钻杆施工，帮部锚杆眼采用7655风锤配合中空六角钻杆施工。钎杆长2．7m ，钻头为直径32mm 一字钻头，钻眼方向与巷道轮廓尽量垂直，夹角不小于75?。钻孔深度2450mm ，允许误差0 +50mm ，孔装入3卷MSK2850型树脂药卷。锚杆采用MG500型锚杆，规格为D 22mm ，长度为2500mm 。锚杆间排距800mm ?800mm ，允许偏
2
3
差?100mm。锚杆外露长度10 50mm。锚杆螺母扭矩不小于260N·m，抗拔力岩层内不小于120kN，煤层内不小于80kN。锚杆布置采用五花布置。锚杆托板：采用厚10mm钢板加工成碟形墩窝托板，规格为长?宽?厚=120mm?120mm?10mm，托板必须密贴岩面。
2）锚网铺设。锚网采用D6mm钢筋焊制，规格为长?宽=2000mm?1000mm，网孔规格为100mm?100mm。锚网双层布置，采用锚杆、H钢带压茬，锚网紧贴岩面；锚网搭接不小于100mm，用双股12号铁丝联网，联网点间距不大于300mm。H钢带采用D12mm圆钢焊制，规格为3200mm、2500mm和1900mm三种。采用双层钢筋网铺设，搭接长度不小于100mm。
3）锚索施工。锚索机配合D19mm中空接长式钻杆和D32mm钻头打锚索孔，锚索孔深9m，孔内装入4卷树脂药卷（1卷MSK2850和3卷MSM2850型锚固剂，MSK2850锚固剂置于眼底）。锚索采用D21．8mm的钢绞线，L=9300mm，锚索间排距为800mm?1600mm，允许偏差?100mm。锚索角度垂直巷壁允许偏差≤3?，露出锁具长度为200 300mm，预紧力不小于160kN。
4）喷浆施工。喷浆机的供风压力为0．4MPa，水压应比风压高，水灰比是0．4 0．5之间。一次喷射厚度为50 80mm，一次锚网索支护结束后3日内必须进行复喷，有效防止围岩风化。并要及时复喷，喷浆总厚度不低于120mm。
3．4注浆施工
1）先浅孔后深孔注浆施工方法。喷浆后及时注浆，注浆采用纯水泥浆液，配合比见表1，注浆设备选型见表2，注浆示意图见图1。注浆滞后迎头（刷扩完的巷道）不得超过20m。锚注管采用19mm焊管制作，钢管为D22mm，壁厚3mm。锚注管单排孔长2000mm，双排孔长2650mm，杆体上每隔200mm，按T字型梅花布置D5mm注浆孔；端部车70mm的丝扣，制作M20螺纹。终端加工成扁状。在锚注管外段200mm处缠绕麻丝（棉丝），用木锤或木刹将其敲入眼孔，管头外露不大于50mm，用树脂药卷封眼口，封堵严实，以防脱锚。对帮、顶及底板进行间隔式单、双排孔注浆作业时，先按排距3．2m打单排孔，布置2．0m锚注管注浆；注浆结束后在两单排孔中间打双排孔，布置2．65m锚注管注浆。先注单排后注双排，双排滞后单排不小于3排，排内自下而上逐排锚注。在不窜浆情况下可一次施工多排锚注管。注浆扩散半径按巷道围岩裂隙考虑，取3．5 5．0m。注浆压力：帮部3MPa、顶部为4MPa。
表1纯水泥浆液（不加附加剂）现场配制
水灰比水泥/袋水/L制成浆量/m3
1?1157501．000
0．7?1207001．033
表2注浆设备选型
设备名称设备型号数量/台备注
注浆泵ZBY－50/7－11111kW
搅拌机JBJ－30012．2kW
喷浆机PC8U型15．5kW
真空开关QBZ2－303台防爆开关
图1注浆系统布置示意
2）注浆锚索施工方法。中空锚注锚索型号为D22mm?9300mm，配150mm?150mm?14mm托盘，锚索钻孔孔径32mm，孔深为9000mm，安装后锁具外露出200 300mm，对顶部进行间隔式单、双排孔注浆作业时，先按排距3．2m 打单排孔注浆，布置9．0m注浆眼，注浆结束后再在两单排眼中间重新按间隔3．2m打双排孔复注。注浆顺序为自下而上逐孔进行。
出现跑浆时，提高浆液的浓度，进行间歇注浆；对跑浆处可视具体情况用棉纱打钎或者干水泥塞堵裂缝，如遇大面积跑浆时，对该处进行挖补修复，待养护凝固，有一定强度后，在附近打眼注浆。
3．5架棚施工
架棚断面棚梁长4520mm，棚腿分别长为4190mm、4440mm；拉条采用10号槽钢加工，长度为1280mm，拉条U型卡采用D16mm圆钢加工；卡缆及其卡缆螺栓是加工好的成品，卡缆螺栓直径为30mm，长度160mm；钢筋网规格长?宽为650mm?600mm，钢筋直径为D12mm、D6mm；石鞋（料石）规格为：300mm?400mm?120mm；棚梁与棚腿搭接长度为700mm，允许偏差0 －30mm；U型棚间距450mm，允许偏差?50mm；）支架梁扭距≤80mm，支架梁水平度≤40mm；套棚时支架要有迎山角，迎山角为2 2．5?，不得退山。空帮空顶处用大块矸石背实，棚腿落到实底，未落实的穿石鞋。架棚结束后，再整体喷浆封闭围岩。
4结语
该巷道采用锚网索喷注架联合支护技术修复，将松散破碎岩块胶结成了整体，（下转第40页）
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2015年7月罗豪：浅析锚注架联合支护在深井软岩巷道修复中的应用第24卷第7期
防止周期来压，造成上隅角突然垮落出现推棚现象，要根据现场实际情况进行加密支护作业。2．4坚硬顶板打深孔放炮强制放顶
对于坚硬顶板，如悬顶超过规定时，为保证工作
面的安全生产，
对风、运两巷进行强制放顶。根据设计的炮孔布置方式和参数进行打孔。两巷深孔爆破炮孔布置如图1所示。图1
两巷深孔爆破炮孔剖面布置示意
打孔最少超前工作面煤壁40m 。向顶板按
60 70?打1排炮眼，眼距1 1．2m 。根据采高、岩石碎胀系数确定岩石处理高度：即h =4．3/（1．3－
1）=14．3m 。（4．3为采高，
1．3为碎胀系数）。炸药使用煤矿许用3号乳化炸药，雷管采用煤矿许用8号普通瞬发电雷管，导爆索采用煤矿许用导爆索。每个炮眼装药量为3个药卷。
装药前，必须清净炮眼，药包要推至孔底装实。在装好药后用炮泥进行封孔，用黄泥充填密实，封堵炮泥时不得损伤导爆索。炸药采用连续偶合方式装药，采用双雷管，双导爆索引爆，其中一根导爆索延伸至炮眼底部药包，另一根导爆索与炮眼外侧第一个药包连接，每一根导爆索均采用瞬发电雷管引爆，装药的结构如图2所示
。
1—导爆索；2—炸药卷；3—炮泥；4—泥土；5—雷管；6—脚线
图2装药结构
起爆采用双起爆药包正向起爆。每次起爆炮眼不超过4个，采用串联联线方式，分次装药分次起爆。电雷管脚线必须全部缠绕在起爆药包上，放炮使用MFB －200型起爆器，连出孔外的导线必须采
用双芯电缆或优质胶质铜芯导线，
并与起爆药包牢固连接。爆破时采用“局部并联，整体串联”进行起
爆。爆破时，同时最多爆破3个炮孔。
3处理后的效果对比
实施综采工作面两巷采空区顶板垮落不及时的控制技术并采取措施后，综采工作面回风巷、运输巷
采空区与工作面放顶线放齐，采空区及时跟进垮落，顶板随采随落，有效防止了两巷采空区顶板大面积垮落带来的隐患，杜绝了顶板突然垮落造成的瓦斯
超限事故，
保证了工作面和两巷的回采安全。4结语
以上方法管理采空区虽然可实现安全回采，但
是程序相对复杂，
生产投入成本大，且今后各矿综采工作面条件将会向着越来越恶劣方向发展，管理会更困难，同时采空区管理应向着更安全、快速、科学及投入人力、物力更少的方向发展，因此，实现远距离、程序少、快速、高效处理工作面两端头采空区将是摆在我们面前更加有挑战性的课题。参考文献：
［1］朱云龙．综采巷采空区悬顶分析及控制技术［J ］．陕西
煤炭，
2013，32（5）：18－19．［责任编辑：常丽芳櫋櫋櫋櫋櫋櫋櫋櫋櫋櫋櫋櫋櫋櫋櫋櫋櫋櫋櫋櫋櫋櫋櫋櫋櫋櫋櫋櫋櫋櫋櫋櫋櫋櫋櫋櫋櫋櫋櫋櫋櫋櫋櫋櫋櫋櫋］
（上接第33页）提高了岩体的内聚力和内摩擦角，同
时也充分发挥锚杆锚固作用，
形成多层可靠有效的组合拱，提高了支护结构的整体性和承载能力。修复后的巷道，消灭了漏顶情况，3个月内，顶板下沉
量在200mm 以内，矿压显现不明显，保证了通风、运
输和行人安全，
满足了深井大变形软岩巷道的支护要求。也对同类型巷道修复具有一定参考意义。参考文献：
［1］刘
刚．井巷工程［M ］
．徐州：中国矿业大学出版社，2005．
［2］窦林名，邹喜正，曹胜根，等．煤矿围岩控制与监测
［M ］．徐州：中国矿业大学出版社，2008：91－93，205－212．
［3］常聚才，谢广祥．深井巷道围岩滞后注浆加固的合理时
间［J ］．黑龙江科技学院学报，2011，21（5）：374－376．
［责任编辑：常丽芳］
42015年7月郭志林：综采工作面两巷采空区顶板垮落不及时控制技术第24卷第7期