深井高地压巷道修复方案研究与实践

李旭波 李旭鹏

（1.沁水县鑫海能源有限责任公司郑庄煤矿，山西 晋城 048000；2.潞安集团常村煤矿，山西 长治 046000）

1 概况

郑庄煤矿是新建矿井，井底车场落底深度约800 m。西翼揭煤措施巷为井筒落底后施工的第一条岩巷，巷道全长约175 m。西翼揭煤措施巷巷道需穿过砂质泥岩、2 号煤线（层厚0.10～0.18 m），施工段岩性为灰—深灰色薄层状、泥质胶结，局部夹泥岩，下部内生裂隙发育，半坚硬，巷道中部局部发育有小断层。巷道布置及岩性柱状图如图1。

图1 巷道布置及岩性柱状图

2 巷道原支护方案和变形原因分析

2.1 巷道原支护方案

西翼揭煤措施巷断面为直墙半圆拱，巷道荒宽为5800 m，荒墙高2200 m，荒拱高2900 m，如图2。

图2 巷道支护断面图（mm）

西翼揭煤措施巷采用锚网索喷支护，采用左旋预应力高强锚杆MSGLW-500/22×2400，锚杆托板采用拱型高强托板，规格为150 mm×150 mm×10 mm，每根锚杆采用一支MSK2335 和一支MSZ2360树脂锚固剂锚固，锚固力不低于190 kN，预紧力矩不低于400 N·m，间排距800 mm×800 mm。

锚索采用SKP22-1/1860×8300，锚索托板采用高强度可调心金属托板，规格为300 mm×300 mm×16 mm；每根锚索采用一支MSK2335 和二支MSZ2360 树脂锚固剂锚固，预紧力不低于292 kN；钢筋网采用Ф6.0 mm 钢筋焊接的经纬网，网格为100 mm×100 mm。喷射混凝土强度等级为C25。

2.2 巷道变形原因分析

西翼揭煤措施巷受矿压影响巷道拱部浆皮开裂，局部形成大面积的网包。原因分析：（1）西翼揭煤措施巷埋藏较深，受深部围岩应力影响较大；（2）岩性多为砂质泥岩，并且2#煤线贯穿掘进段，复合岩层无法像单一坚硬岩层一样提供必要的支撑力，巷道本身支撑强度低，易发生变形破坏；（3）施工断面大，车场内交叉巷道多，施工完后在短时间内易出现围岩蠕动变形现象，在围岩内形成松动圈，在松动圈内出现锚固失效；（4）局部发育有小断层，构造应力造成软分层（煤线与砂质泥岩）岩体本身结构破坏，为巷道变形提供了外力条件。

3 巷道修复方案

根据巷道拱顶开裂的开裂原因和严重程度，宜首先采取常规修复方案进行修复，对于地质条件薄弱的局部地段采用强化修复方案[1-4]。

3.1 常规修复方案

对于开裂离层较为轻微的地段采取常规加强支护，具体方案为：

拱顶部采用补打锚索加强支护，调整锚索间排距为800 mm×800 mm。如图3。

图3 常规修复方案（mm）

3.2 强化修复方案

根据西翼揭煤措施巷钻孔窥视显示，巷道围岩离层浅部集中于0～1.5 m 范围内，岩性为砂质泥岩，强度较弱，局部有淋水。在构造的特殊区域常规支护已经无法满足现有要求，在大巷埋深、掘进方位角和构造大小无法改变的情况下，最有效的支护手段是锚注，重塑松散破碎围岩，封堵围岩裂隙，改善围岩内部松散结构，提高围岩完整性，提高围岩承载能力。

3.2.1 重复变形巷道强化修复方案

拱顶或墙帮的一般变形区，先找掉离层浆皮，拱顶或墙帮采用Φ22 mm×2800 mm 注浆锚杆进行注浆加固，间排距为800 mm×800 mm。注浆液为水泥浆液，选用P·O42.5R 普通硅酸盐水泥，水灰比1:2，加入水泥量8%的复合高效早强减水剂，以增加浆液的可注性，提高注浆强度。注浆压力终压不超过3.0 MPa，采用循环多次加压方式进行。如图4。

图4 重复开裂补强示意图（mm）

3.2.2 开裂严重巷道强化修复方案

拱顶或墙帮开裂严重区，需找掉或劈掉开裂层，初喷浆封闭围岩、顺平轮廓，采用注浆锚杆的同时，补打SKP22-1/1860×8300 高强预应力锚索，间排距1600 mm×1600 mm；复喷浆（喷层里侧原锚网未失效的，不需要再重新挂网，只补锚索）。如图5。

图5 重度开裂补强示意图（mm）

4 结论

郑庄煤矿西翼揭煤措施巷针对拱顶和墙帮开裂变形的原因和轻重程度，采用高效巷道修复方案，拱顶和墙帮开裂取得了良好的治理效果，为高地压矿井巷道修复积累了经验。