9-301运输中巷“锚网索+钢棚+喷浆”复合修复技术的实践

任瑞生

（山西焦煤霍州煤电集团吕临能化有限公司庞庞塔煤矿，山西 吕梁 031499）

1 工程概况

吕临能化有限公司庞庞塔煤矿地处山西离柳矿区，可采5上、5、9号煤层，设计生产能力1000万t/a。9-301工作面位于10#煤七采区，地表为高山丘陵区，工作面标高+867～ +93 m，巷道设计长度1 605.4 m，煤层平均厚度6.28 m，煤层平均倾角10°，中等地质构造，煤层中部夹一层碳质泥岩。基本顶为砂岩，直接顶为泥质灰岩，伪顶为砂质泥岩，直接底为砂质泥岩，基本底为砂岩。

9-301运输中巷直墙半圆拱形，巷道设计净宽5200 mm，净高4000 mm，基于庞庞塔煤矿以往深部软岩巷道的经验基础，原支护设计方案为锚网喷联合支护，顶、帮锚杆全部采用Ф22 mm×2600 mm左旋无纵筋高强度螺纹钢锚杆，锚杆抗拔力70 kN，配 套150 mm×150 mm×12 mm的 铁 托板，混凝土喷射强度等级为C20，混凝土喷射厚度120 mm。锚杆采用三花形布置方式，锚杆间距800 mm，排距800 mm。每根锚杆每孔使用1卷MSCK2835型树脂药卷和2卷Z2835型树脂锚固剂，锚杆预紧力矩不小于450 N·m；金属网片采用Ф6.5 mm钢筋制作，网孔规格100 mm×100 mm，搭接长度150 mm。

9-301运 输 中巷2019年5月 到2020年7月 的施工过程中，巷道围岩变形较大，表现为巷道拱顶部顶板变形掉浆皮现象，锚杆脱落、网片撕裂、顶板下沉，底鼓和断面严重变形。针对发生的问题，2019年7月对拱顶采用Ф17.8 mm×7000 mm锚索进行加强支护，锚索间距1600 mm，排距1600 mm，如图1。但到了2021年1月期间，9-301运输中巷305～615 m段又发生大变形，两帮最大移近量2400 mm，顶底板最大移近量1125 mm，底鼓量1125 mm，原来支护设计及维修方案已无法保证巷道安全使用，必须对修复方案进行进一步优化改进。

图1 9-301运输中巷原锚网索喷支护断面示意图（mm）

2 9-301运输中巷变形原因分析

（1）深部软岩巷道易变形。9-301运输中巷为深部软岩巷道，易变形。潮湿的井下作业环境，进一步加剧了围岩的变形和破碎程度。9-301运输中巷受采动影响发生失稳，加剧了围岩变形和破坏。

（2）原有锚网喷联合支护强度低。原锚网喷联合支护方式效果不佳，现场监测结果表明：巷道底鼓和两帮移近变形大，无法控制巷道围岩的变形量，支护系统的刚度和强度不能满足巷道支护需求。

（3）巷道修复方案不合理。对于巷道底鼓和断面严重变形问题，尽管采用了拱顶Ф17.8 mm×7000 mm锚索加强支护，但一年过后巷道围岩变形破坏严重，拱顶部浆皮开裂、锚杆脱落、网片撕裂、顶板下沉、底鼓和断面变形等。

3 9-301运输中巷修复方案设计[1-6]

3.1 巷道修复支护方式的选择

深井软弱围岩巷道的支护采用高强锚杆+预应力锚索支护进行维修加固可行，可改善巷道围岩力学性质，可有效地防止巷道的变形。分析9-301运输中巷返修巷道的实际情况，确定对其采用主被动的“锚网索+钢棚+喷浆”复合修复技术，即一次支护为锚网索支护，二次支护为“钢棚+喷浆”支护。

3.2 巷道断面及支护参数

修复巷道设计净宽5200 mm，净高4000 mm，净断面积16. 83 m2，采用“锚网索+钢棚+喷浆”复合修复技术，如图2。

图2 “锚网索+钢棚+喷浆”复合修复支护示意图（mm）

巷道一次支护方式采用“锚网索”支护。锚索规格为Ф17.8 mm×3500 mm（1×7股钢绞线），预应力60～100 kN，锚固力不小于200 kN，锚索配置采用300 mm×300 mm×15 mm的钢板托板及配套锁具，锚索间排距1600 mm×800 mm，呈“五花眼”布置。采用1卷MSCK2835树脂药卷和2卷Z2835树脂药卷锚固剂锚固锚索，张紧强度30 MPa，锚索托盘采用16 mm厚200 mm×200 mm方形配套铁托盘，采用Ф6.5 mm金属网全断面挂钢筋网片，规格100 mm×100 mm，网片联结方式为搭接，搭接长度150 mm，采用14#铁丝连接。

巷道二次支护采用“钢棚+喷浆”支护，钢棚采用U29型半圆拱形钢支架，间距为800 mm，钢棚之间采用8根拉杆固定，在钢支架棚腿上补打两根锚杆，锚杆规格Ф22 mm×2600 mm，每根锚杆采用1卷MSCK2835树脂药卷和2卷Z2835树脂药卷锚固剂锚固，钢支架喷浆厚度50 mm。

4 支护效果分析

在2021年4月5日至7月8日期间，对已修复的9-301运输中巷的收敛变形情况进行了连续观测，观测结果见表1。

表1 9-301运输中巷收敛变形观测数据情况表

从表1结果可知，9-301运输中巷修复后的围岩变形量较小，没有发生明显变化，修复和支护方式能较好地控制巷道围岩，修复效果理想。

5 结论

以庞庞塔煤矿9-301运输中巷为例，对其进行了主被动“锚网索+钢棚+喷浆”复合修复技术的研究。收敛变形情况连续观测结果表明：9-301运输中巷巷道围岩的变形量较小，没有发生明显变化，修复和支护方式能较好地控制巷道围岩，修复效果理想。在软岩巷道修复中，一次支护采用“锚网索”支护，可以及时进行二次预紧，支护效果理想；在二次支护当中，架棚的被动支护能起到松帮让压效果，维护巷道的稳定。主被动的“锚网索+钢棚+喷浆”的复合修复技术在9-301运输中巷的应用是成功的，有效保障了巷道的安全性。