—300M以下软岩巷道的支护方式的研究及应用

陈连胜+徐传军

摘 要：文章介绍了龙矿集团洼里煤矿在施工过程中，根据施工条件、层位、压力显现采用了砌碹支护、锚杆和料石圆碹联合支护、锚网喷-砌碹联合支护、锚网喷-灌注联合支护技术，取得了较好的支护效果，满足了巷道支护强度要求，对典型“三软”岩层中深部巷道支护方式进行了有益的探索，为深部巷道施工提供了支护依据。

关键词：软岩深部巷道；联合支护；研究应用

龙口矿区井田煤系地层为第四系覆盖下的第三系煤田，煤系地层主要由泥岩、砂岩、粘土岩、油页岩和煤组成，其特点包括：岩石强度低，自稳性差，承载能力小；岩石中含有大量的蒙脱石，节理发育，易风化、潮解，吸湿泥化，强膨胀，发生蠕变，属比较典型的“三软”地层。

1 概述

1.1 工作面概况

十二采下部轨道下山为洼里煤矿十二采区下部的准备巷道，设计工程量2712m，服务年限10年。

1.2 工作面地质条件

工作面施工标高-230～-395m，地面标高13.1～15.6m，煤层较稳定，直接顶板为灰黑色页岩，厚度为5.0m，岩性软弱，易冒落；直接底板为次油页岩，厚度1.75m，岩性软弱，易膨胀底鼓。施工区域，地质条件较复杂。施工过程中将受到落差25～75m的F10断层及其附生断层影响。

2 支护形式的选择

十二采下部轨道下山自开口标高-300m水平以上，采用料石圆碹支护能满足支护要求。随着采场的延伸，围岩压力不断增大，当标高超过-300m时，碹体开始出现裂缝、掉片现象，矿压显现明显，底鼓、下沉、内挤，已经很难满足支护需求。所以，我们不得不对巷道支护形式进行改革，试用联合支护形式解决矿井深部支护问题。

2.1 采用锚杆和料石圆碹联合支护方式

料石圆碹后方打设锚杆提高巷道的支护强度，先进行锚杆支护，底拱以上每排打设15支锚杆，锚杆支护和料石圆碹支护之间预留300-400mm的可缩空间使用可缩材料填充，再进行料石圆碹支护以彻底封闭围岩。

2.1.1 支护效果

该支护形式加强了巷道的支护强度，但效果不明显，分析原因是，三软岩层，岩层稳定性差，预设的锚杆可能随着围岩一块儿向外移动造成料石碹破坏。

2.2 采用砌碹+锚网喷联合支护

根据矿井支护经验和矿压现场的基础观测资料，试用锚网喷和砌碹联合支护，第一步，进行锚网喷支护，第二部，进行料石砌碹。

2.2.1 所需的支护材料

锚杆采用φ18mm、L2200mm全螺纹等强锚杆；金属网用双股12#铁丝连网一道；喷射混凝土标号为C20，厚度100mm。砌碹支护料石采用350*250*150mm花岗岩，混凝土标号为C20。

2.2.2 巷道的施工顺序

人工爆破后，进行迎头临时支护，然后搭设锚网喷封闭围岩，并根据现场情况，及时复喷，现场矿压观测确定围岩稳定资料。当围岩基本稳定后，再进行砌碹。

2.2.3 锚网喷施工要求

（1）安设锚杆并挂网：锚杆孔位的施工必须严格按照措施要求执行，间、排距分别为700*700mm。

（2）喷射混凝土：采用潮料喷浆，水泥、砂和石子必须混合均匀。喷浆时，喷浆机的供风压力0应当保持在0.4MPa以上，供水压力要求高于风压0.1MPa，供水量应当控制好，水灰比在0.4～0.5之间。

2.2.4 支护效果

锚网喷和砌碹联合支护方式的支护强度显著提高，巷道变形基本消失，矿压观测发现，巷道标高不超过-350m时，该支护形式能够满足支护度要求。但是，当巷道标高超过-350m时，该支护形式明显强度不够，导致出现掉片、片帮、底鼓等破坏。

2.3 锚网喷和灌注联合支护方式

为了满足施工强度要求，我们试用锚网喷和灌注联合支护方式。

2.3.1 支护方式

采用二次支护的施工工艺，一次支护为锚网喷方式，施工断面为D3.9m，采用锚网喷锚梁支护。一次支护10m后，根据现场情况进行二次支护——灌注，施工断面为D3.2m，二次支护采用砼灌注带料石底拱，灌厚350mm，地坪以下砌料石底拱，矢高800mm。

2.3.2 灌注施工的工艺要求

（1）灌注前，首先清理锚喷段喷体的破碎部分，确保喷体完整、没有脱层及悬矸。

（2）灌注前，按设计的坡度支设碹骨。并用碹骨专用的拉杆把碹骨固定。

（3）灌注时，循环进尺7.5m，按由外向里顺序进行，防止混凝土外流。

（4）在灌注完毕7天后方可拆撤碹骨，回收碹板。头7天每班养护一次，后15天每天养护一次。

2.3.3 取得的效果

采用锚网喷灌注联合支护方式，巷道支护状态、支护效果得到了明显改善。矿压观测数据显示，未发生明显的位移。说明该支护形式能够适应巷道支护需求。

3 结束语

我们在深部层位的施工中，根据不同的标高的矿压显现规律，及时采取不同的巷道支护方式，在-300m水平以上，采用单纯的料石圆碹支护方式；在-300m水平以下，料石圆碹后施工锚杆，形成一个平衡组合拱，减少直接作用在料石圆碹上的岩层应力，从而起到加强支护的作用，满足了该段巷道支护强度要求；当巷道标高超过-350m，采用锚网喷-灌注联合支护，通过矿压组长时间观测，该支护形式下巷道没有明显变化，说明该支护形式支护强度较高，满足了-350m～-400m这一层位的巷道支护强度。

通过以上试验，在不同层位、不同标高下采用不同支护形式，取得了预期效果，适应巷道支护强度要求，在软岩深部支护研究方面有了新突破，为矿井深部乡城井田（-300m～-600m）开拓设计提供了技术参考资料和设计依据。

作者简介：陈连胜（1969，4-），男，大专学历，本科在读，助理工程师。

徐传军（1973，1-），男，大专学历，本科在读，助理工程师。endprint