朱集西矿深井高地压软岩巷道破坏控制对策

张雷

摘 要：朱集西煤矿巷道受高地应力、围岩岩性及施工等因素影响，巷道底鼓、顶沉、两帮收敛现象严重，围岩裂隙萌生及扩展较为迅速，根据主动支护和被动支护理论，和注浆能使“软岩变硬岩，碎岩变整岩”的理念，运用多种支护形式联合支护，让深井软岩巷道变形得到控制，取得了较好的效果。

关键词：深井 高地压软岩 联合补强支护

1、深井软岩巷道破坏特征：

1.1原支护巷道破坏特征

二期工程巷道施工还没有结束，在使用一年半的过程中，经常性卧底、扩修才能满足运输行人需要。主要巷道具体调查情况见表。

1.2巷道破坏原因分析：

①巷道布置层位不合理，-962m水平的巷道大部分布置在炭质泥岩中，巷道围岩强度低，易破坏，-860m水平的巷道大部分布置在砂岩中，巷道围岩强度高，破坏程度就小，基本能满足巷道使用要求。②巷道围岩强度低，自稳能力差，地压大，巷道短期破坏严重，本月进尺任务没有完成，后面的巷道就开始变形，主要表现在巷道的拱部，浆皮开裂形成网兜。③原支护形式比较单一，局部巷道使用了高应力锚索进行了加固，但没有实现锚杆-锚索支护真正的耦合，出现锚索拉断锚杆没有拉断或锚杆拉断锚索没有拉断的现象。出现结果失稳，从而巷道遭到破坏。④局部围岩遇水膨胀，巷道遇水地板底鼓，巷道两帮的压力失去平衡，该段的巷道破坏更严重。⑤断层的影响，-962m主轨道石门受断层FD84∠60°～80°H=0～15m影响，导致附近层位的变化，在加上断层应力的影响，巷道破坏的也剧烈。

2、软岩巷道变形控制对策：

2.1综合考虑更改巷道布置层位：

西翼11煤轨道大巷原设计方位N270°方位改为N280°，东翼矸石运输大巷提前变平，一边施工、一边利用超前钻探的方式探查岩石层位的变化，都是为了把巷道尽量布置在砂岩中，以增强围岩的自身承载能力，来控制巷道围岩的变形，经工程实践取得较好的支护效果，巷道围岩基本稳定。

2.2新掘巷道支护参数优化：

利用岩石窥视仪探查已掘巷道松动圈范围，巷道松动圈在1.5m～2.0m 范围，2.5m的锚杆有效锚固长度最短只有0.5m，锚固剂药卷采用φ28mm，长80cm，理论锚固长度1.4m，根据松动圈的范围，锚杆的锚固失效长度在0.4m～0.9m，在一定程度上降低了锚杆承载能力，因此为了提高锚杆的承载能力，2.5m的高强锚杆优化为目前2.8m的高强锚杆。锚固剂药卷由φ28mm，长80cm（一根锚杆一卷药）改为φ28mm，长50cm（一根锚杆两卷药），施工结束后，后路由综合掘进注浆队进行专业注浆，距迎头50～100mm，以实现锚杆的全长锚杆，增强锚杆的承载能力。

2.3巷道围岩破碎段（泥岩）支护对策

巷道围岩破碎失修段，采用U型棚+注浆支护方案，U型钢直墙半圆拱棚采用36U型钢加工而成，每架三节，搭接长度400mm，架棚时采用∮8钢筋网要帮过顶，棚距中-中700mm。注浆锚杆规格φ20×2500mm，一端带丝扣，另一端砸扁，中部至末端有8个直径φ6mm的小孔，注浆锚杆布置，间排拒1.4m×1.4m，双液浆水泥：水玻璃为C：S=1：0.4，初次注浆掺入水玻璃，以达到快速凝固围岩效果，水灰比=1：（1～1.2）。初次注浆一般只是充填棚梁与巷道围岩之间的间隙，巷道破碎的围岩只能胶结一小部分，因此必须进行二次注浆，二次注浆才能充填巷道围岩裂隙，使巷道围岩胶结一个整体，以提到巷道围岩和被动支护整体支护效果。

2.4泥岩砂岩互层段支护对策

泥岩砂岩互层段 采用锚网喷+M钢带+注浆支护方案。①一次支护：采用锚网喷支护形式，锚杆采用φ22×2800mm高强锚杆，锚杆每孔采用2支Z2850树脂药卷锚固，预紧力矩不小于200N.m，锚固力不小于80KN，间排距700×700mm，采用φ8螺纹钢筋扎花编织网，喷厚70～90mm。②二次支护：M钢带顺巷道方向在两根锚杆中间布置，M钢带间距700mm，锚索间距1.4m，锚索φ22×6500mm钢绞线，锚索每孔采用4支Z2850树脂药卷锚固，锚索托盘300×300×18mm，预紧力不小于30MPa。③注浆技术：当巷道一次支护、二次支护结束后，及时安排人员进行对巷道观测，当巷道出现浆皮开裂放线、巷道变移量在50～100mm时，就开始对巷道进行注浆，通过注浆充填围岩裂隙并胶结成整体，改善围岩的结构及其物理力学性质，提高围岩的自承载能力。具体注浆参数：注浆锚杆φ22×2500mm，间排距1500*1500mm。

3、巷道施工与管理

3.1新掘巷道施工关键点：

①各掘进队成立注浆班，巷道迎头正常进程，后路由注浆班根据巷道围岩破坏情况进行注浆。主要利用岩石窥视仪探查巷道围岩岩性及围岩松动圈，来确定巷道的注浆位置及区段。②新掘巷道每掘进50m，就按照一组顶板离层仪（顶板一个、两帮各一个），并且进行日常观测，当巷道变移量在30～80m时，注浆班及时进行注浆，抓住注浆时机。

3.2围岩破碎施工关键点

①对巷道破坏比较严重，变形量比较大的巷道，首先进行喷浆封闭围岩，再进行注浆胶结围岩，然后刷大处理，架U型棚，喷浆封闭围岩在进行二次注浆胶结围岩，提高围岩自身承载能力。②对围岩破碎段初次注浆时一定要加速凝剂，使破碎圍岩尽快胶结，注浆时根据实际情况确定一高压为终压，直到注不进浆液为止并且实行多次注浆。

3.3失修巷道扩修关键点

①新掘巷道的失修段由本巷道的掘进队伍进行扩修，扩修的方式主要刷大锚网喷，再进行注浆加固。②移交的巷道由矿修护队伍进行施工，分轻重缓急，影响安全生产的程度，分轻重缓急，进行扩修，扩修的方式主要刷大锚网喷或架U喷浆，再进行注浆加固。

3.4控制巷道底鼓关键点

①由于朱集西矿巷道底板水比较多，深孔注浆时先用水泥浆液把水“挤”走，然后再加入适当的水玻璃多次注浆。②巷道底板下底梁，每个底梁两端用两组锚索 一组三根，配合每组锚索配用三孔锁具进行张拉。