软岩巷道修护技术

王 辉 肖青林

（安徽省淮北市岱河煤矿技术科，安徽 淮北 235037）

1 前言

岱河矿Ⅲ2运输石门是软岩巷道,确定合理的支护形式是解决支护的难题。经过多次修护都没有达到预期的效果，采用U型支架喷射纤维混凝土组合支护形式，这种支架在原金属支架的基础上，增加了外包纤维增强混凝土（ECC），大幅度提高了原U型金属支架的承载力和稳定性。取得理想的效果，很好的解决软岩巷道支护问题，可以推广应用。

2 巷道现状

岱河矿Ⅲ2采区位于岱河煤矿东北部官庄向斜-325和-335m以下，最低标高-435m。其东北部为Ⅱ8采区；南部及西部为Ⅱ4、Ⅱ6采区；深部为Ⅲ2扩采区。南北长约1200m，东西长约800m，面积为96万平方米，标高+32.0～33.9m。Ⅲ2采区中央布置三条下山，两翼开采，三条下山在五煤层底板12～40m的岩石里，五煤底板砂岩含水丰富，对施工支护不影响。三条下山为轨道下山及石门，运输下山及石门和人行下山及石门平行布置，运输下山及石门在中间，距Ⅲ2轨道石门18m(平距)，距Ⅲ2 人行石门 43m(平距)。

Ⅲ2运输石门为砂质泥岩或泥岩，块状较破碎，在五二煤底板28-32m处，属于软岩巷道，原为锚喷支护，断面形状为3.2m宽，2.9m高半圆拱形，锚杆为覫16×1500金属罗纹钢，采用一卷水泥锚固剂端头锚固。在上面工作面回采影响下都有不同程度损坏变形，经喷浆、挂网打锚杆、挂网和钢带打锚杆喷浆等一种或多种形式多次修护。Ⅲ2运输下山及石门最近三次修护分别在2007.10月,2008.4月，2008.7月，采用挂网和钢带打锚杆喷浆，锚杆为覫18×2000金属罗纹钢，采用二卷Z2550#树脂锚固剂端头锚固，3.6m长的M型钢带配合金属网，再喷砼。到2008年9月12日Ⅲ427工作面收缩后巷道断面2.5m宽1.8m高，形状不规则且损害严重，多处坠网，安全隐患大，不能满足生产需要，必须进行修护。

3 支护施工工艺

首先对巷道进行放炮刷大，炮眼角度、眼距及装药量要根据巷道围岩状况及时调整，防止超挖超宽。刷大到合格毛断面后，按激光给定的中腰线架设“U”型钢拱形可缩棚，使用新型限位卡缆进行卡固，棚与棚之间用拉杆在卡缆处用螺丝连接，形成连接棚，帮顶铺设菱形金属网。

在支架及金属网的掩护下，用锚杆钻机打眼注胶进行安装锚带。帮顶围岩破碎超挖处可用铁笆，水泥背板或矸石腰帮充填。

对已打上锚带网护顶的“U”型钢拱形可缩棚喷射已掺入聚炳稀纤维的混凝土进行全封闭加固。掺入的聚炳稀纤维可提高混凝土的抗拉强度，从而大大提高支护系统的整体刚度。

施工过程中，由于喷射混凝土无法到达U型支架后部的空间，拟用流动性好的水泥砂浆将U型支架的后部空间注满填实，确保U型支架受力均匀，充分发挥其承载能力。在U型支架之间无受力混凝土的部位也应喷射100mm厚纤维混凝土，这样可以将整个支护结构连成一个整体，并且可以防止巷道顶部和侧帮岩石的风化和崩落。

Ⅲ2运输石门，经过挑顶刷帮后采用U型支架喷射纤维混凝土组合支护形式，将纤维混凝土包裹在U型支架周围，使得混凝土和金属支架共同承受围岩压力。混凝土的约束可使组合结构的刚度大大增强，可保证U型支架充分发挥其优越的材料性能，防止过早因失稳而丧失承载能力。

4 支护效果

Ⅲ2运输石门喷射混凝土和U型支架复合支护后到2010年6月,巷道基本没有变化,在未采用此种支护方式前一年至少修护2-3次,根据现在巷道的状况最少3-5年不需要大修.纤维混凝土-钢组合支架的承载力比没有纤维混凝土约束的U型支架提高3.6倍，且施工工艺简单，与传统的喷射混凝土相比，纤维混凝土回弹量少，节约材料。由于纤维混凝土比普通混凝土的变形能力大，不易开裂冒顶，耐久性好，施工工艺与金属支架喷射普通混凝土没有特别的区别，不需要新的施工设备、施工技术，因此不增加施工难度，具有较大的开发应用价值，纤维混凝土-钢组合支架可应用于高压软岩巷道的支护。

5 经济与社会效益分析

Ⅲ2运输石门巷道，经过挑顶刷帮后采用U型支架喷射纤维混凝土组合支护形式，结合锚网主动支撑围岩的作用加强U支架的支护效果。一年巷道基本无变形。由于采用架设“U”型钢拱形可缩棚配合锚带网主动支护，并喷射掺入聚炳稀纤维的混凝土增强支护，发挥了各支护单元的支护特长，从而提高支护系统的整体抗压强度。邻近块段虽有Ⅲ427工作面回采，但目前巷道状况稳定，修复后的巷道断面由原来的5.7平方米增大到8.8平方米以上，完全满足了运输、检修、行人的需要，达到了设计要求。根据相关统计数据，按照一年至少修护三次，每百米巷道可以节省材料费约22万元，人工12万元，一年共节约34万元，按照一年修复1000m巷道计算的话，一年节约340万元以上，此巷道还需要服务10年，如果考虑影响出煤及安全效益，综合效益将更加显著。纤维混凝土-钢组合支架可应用于高压软岩巷道的支护。其产生的良好安全、经济及社会效益将在淮北矿业集团乃至全国起到推广作用。

[1]钱鸣高，刘听成，矿山压力与岩层控制[M]，徐州：中国矿业大学出版社.2003.

[2]蒋金泉，韩继胜，石永奎，巷道围岩结构稳定性与控制设计[M]，北京：煤炭工业出版社.1998.

[3]徐永析，采矿学[M]，徐州：中国矿业大学出版社，2003.