巷道顶板破碎带联合支护技术研究与应用

董 冬

（义马煤业集团 义络公司，河南 义马472300）

义马煤业集团义络公司位于洛阳市宜阳县境内，公司设计生产能力600kt／a。矿井开拓方式为平峒、暗立井、暗斜井多水平联合开拓。目前生产采区为35采区生产系统，服务于此采区的轨道巷为二水平东大巷，由于服务年限时间较长，巷道有25m的破碎带，多处空顶，最高处有3 m。不能满足正常的行人、运输、通风的需要。用喷浆进行填充所用材料费成本过高，同时施工进度缓慢。针对现场施工情况特制定采用锚网、Φ50mm管子偝设联合支护，保证了施工进度，施工安全也有所加强，所用的Φ50mm管子为废旧管子，现进行二次利用材料费为“零”，节省了施工成本。锚网、Φ50mm管子偝设联合支护技术不仅保证了施工质量、施工进度、巷道成型，同时也降低了材料费的使用。

1 矿井工程地质概况

二水平东大巷施工于20世纪80年代，标高＋52m，坡度3‰。该巷道扩刷长度740m，据资料描述，此段灰岩内小的溶隙较发育，但大多被充填，个别小溶隙内有少量的溢水现象。该区段寒武系灰岩含水层富水层性弱，掘进中局部巷顶有少量的淋滴水。巷道断面形状园弧拱形，巷道断面为9.9m2，扩刷断面为15.1m2，掘进宽度4800 mm，掘进高度3267mm，墙高2000mm，水沟净宽度为400 mm，深度为500mm，支厚100mm，巷道断面见图1。

2 破碎带支护方式

2.1 巷道临时性支护

初喷混凝土作为临时支护喷浆厚度为50mm；此次喷射主要用来封闭围岩，防止围岩风化，同时对新暴露的岩石起到补强作用〔1〕。

2.2 巷道永久性支护

图1 二水平大巷扩刷断面

由于巷道顶板破碎，采用木支护，维护量大，不能满足大巷长时间服务需要，采用工字钢支护，存在成本高的问题，锚杆支护有方便运输，减小工人劳动强度的优点，并且结合金属网，能很好的解决顶板破碎的问题〔2〕。对于大量空顶区，若采用注浆，成本高，施工进度缓慢，采用偝设Φ50 mm管子，既能解决空顶问题，又能节约成本。通过锚网喷并偝设Φ50mm管子联合支护技术，保持了岩层的稳定性，共同将顶、帮围岩连成一体，解决了大巷破碎带的支护问题，形成了大巷的永久支护形式，巷道联合支护方式见图2。

图2 二水平大巷联合支护示意

3 支护材料选择及施工方法

3.1 支护材料选择

（1）锚杆采用Φ18mm×1800mm螺纹钢筋锚杆，每根锚杆均配型号CKa2350 2支药卷。托盘为方形碟状，规格（长×宽×厚）为150mm×150mm×10mm。

（2）混凝土：喷射混凝土必须使用纯净的河砂和粒度不大于10mm的石子，按配比为水泥∶砂∶石子＝1∶2∶2（体积比）均匀搅拌而成，混凝土标号425号。

（3）速凝剂掺入量为水泥质量的3%。速凝剂必须在喷浆机的上料口随喷随掺入，不得提前掺入混凝土内。

（4）对所用的水泥、砂、石子和速凝剂要分类存放在上部车场，水泥和速凝剂的存放量控制在5t和0.4t左右，不得大量存放，以防长时间存放受潮失效，砂和石子均不少于20t。

（5）Φ50mm管子选用废旧的管子，长度6m。

3.2 施工方法

首先严格按照中、腰线检查巷道断面规格，处理掉活块危岩，确认安全后方可作业。初喷混凝土作为临时支护喷浆厚度为50mm；再进行锚网、Φ50mm管子偝设联合支护。锚杆眼位置要准确，眼位误差不得超过100mm，眼向应垂直巷道轮廓线。锚杆眼深度为1.65m，打眼时应在钻杆上做好标志，打眼应按照由外向里、先顶后帮的顺序依次进行。锚杆采用5花布置，间排距为800mm×800mm，Φ50 mm管子偝设在锚网里面长度为6m紧贴岩面，在巷道左右两侧肩窝位置打管线眼深度为400mm，每3m打一组管子钩穿进去，把Φ50mm管子弯成半径为2500mm的圆弧偝设在锚网的外面套在管子钩上，最后再进行喷浆支护，复喷成巷。

4 支护效果分析

锚网喷偝设Φ50mm管子联合支护有效的控制了巷道围岩破碎带的垮落及巷道的变形，使巷道维修周期延长。维修率大大降低，改善了生产环境，为运输、通风、行人及矿井质量标准化建设创造了良好的条件。采用联合支护后，由于巷道状况的改善，矿井生产受到的影响将大大减少，安全生产得到了有力的保障，也为矿井产生了多方面的经济效益。

〔1〕贾光胜，康立军.综放开采采准巷道护巷煤柱稳定性研究〔J〕.煤炭学报，2002（1）.

〔2〕耿献文.矿山压力控制技术〔M〕.徐州：中国矿业大学出版社，2002.