张集煤矿岩巷支护对策分析

摘要：随着煤矿的开采逐渐向深部延伸，而且在浅部的岩体经常会表现出中硬岩的变形特征，当延伸到深部时，则表现为软岩特征，并且是在高应力环境下，这样使得矿压显现强烈，巷道变形更加严重，围岩破坏严重，使得巷道维修变得更加困难，在常规的支护方法中，已经不能满足巷道破坏的要求，必须要探索和研究新的支护方法，来提高巷道围岩的稳定性和安全性，这已经成为煤矿企业关注的焦点，也是摆在采矿人面前的重要课题，为煤矿高效安全的生产创造更为有利的条件。近几年有些巷道采用锚注(注浆锚杆)支护，效果较好，本文主要介绍锚注支护方式在张集煤矿的应用。

关键词：岩巷支护锚注支护对策

众所周知，随着我国经济的不断发展，对以煤炭为主的化石能源的需求量不断增加。淮南矿区是国家大型优质煤炭生产基地之一，目前大多数矿井都已开拓延伸到了地下800m左右的深度，有的矿井正在向900-1000m深度延伸，矿区地质条件复杂，断层构造多，水平向地应力大，软岩遇水会膨胀，深部岩层裂隙发育。探索深部巷道的有效支护方式，提高巷道围岩的稳定性，随着煤矿的开采深度逐渐向深部延伸，而且在浅部的岩体经常会表现出中硬岩的变形特征，当延伸到深部时，则表现为软岩特征，并且是在高应力环境下，这样使得矿压显现强烈，巷道变形更加严重，围岩破坏严重，使得巷道维修变得更加困难，在常规的支护方法中，已经不能满足巷道破坏的要求，必须要探索和研究新的支护方法，来提高巷道围岩的稳定性和安全性，这已经成为煤矿企业关注的焦点，也是摆在采矿人面前的重要课题，为煤矿高效安全的生产创造更为有利的条件。

1 工程概况

张集煤矿某巷道围岩岩性主要为粉砂岩、泥岩、砂质泥岩。采区煤岩层总体为单斜构造，产状为5～15°∠13°～19°，平均倾角为14°。巷道设计长度960m，巷道断面为半圆拱形，净宽3.2m，净高3.2m，原设计采用锚网喷支护，锚杆间排距800×800mm，纵横挂绳，喷层厚100mm。考滤到该巷道后期受7、8、9各煤层工作面的采动影响，为保证有足够的支护强度，决定对现支护方案进行修改，采用锚注为核心的联合支护体系。

2 锚注支护机理

锚注支护的机理主要是以注浆锚杆为主体的一种支护方式，它的实质将注浆锚杆的杆体做两用，既用于支护，又用于注浆管使用，这样使得通过注浆改变围岩的某些力学性能，而且作为锚杆用时还可以提供一个可靠的着力基础，这样对提高锚杆的支护效果有很大帮助。其支护机理主要包括以下几个方面：

①通过注浆锚杆的杆体进行注浆，这样能够使得空气被隔绝，进一步控制巷道围岩的风化和变形，而且还能够防止因水浸湿而导致的围岩自身强度降低的作用。

②对围岩进行注浆后，这样能够使得喷层壁后充填密实，从而有效使压力均匀地分布在喷层的表面，这样就可以有效地避免应力集中现象的出现。

③在通过对围岩注浆加固后，能使普通端锚锚杆实现全长锚固，从而提高了锚杆的锚固力和可靠性，从而很好地保证了围岩支护结构的稳定性，且注浆锚杆的本身亦为全长锚固锚杆，它们共同将多层组合拱连成一体，共同承载，提高了支护结构的整体性。

3 支护方案及参数选择

3.1 支护方案

通过分析研究可以知道，对于各类巷道的支护形式和效果上看，巷道的支护形式主要有三个关键层次，第一层次就是最初的最原始的被动支护，例如各种金属型钢支架、砌碹等；第二层次是主动支护，在九十年代兴起的锚杆支护，就是一种典型的主动支护，改善巷道岩体力学性能；第三层次即最高层次，这是一种联合支护方式，是以从根本上改变岩体结构及力学性能的以锚杆注浆加固为主的主动加固形式。从这几个层次的发展来看，支护形式发展的快慢直接影响支护效果的好坏。

区段岩石集中巷原设计支护方案如图1所示。

根据现有地质资料，结合巷道围岩具体实际，本着减小巷道翻修频率，延长巷道使用寿命的原则，我们采用以锚注为核心的锚梁网喷注联合支护方式对巷道进行治理。具体支护见断面图2所示。

3.2 主要支护技术参数

3.2.1 锚杆

锚杆采用M22L2000mm的等强锚杆，由2卷Z2360锚固剂锚固，锚固力不小于80KN，锚杆全断面布置，间排距800×800mm。

3.2.2 钢筋网

规格为100×100mm，由φ8的钢筋焊接而成。

3.2.3 钢筋梁

由φ12的钢筋焊接而成。

3.2.4 喷射混凝土

喷射砼强度等级为C20，初喷层厚30mm，复喷层厚70mm，配合比1：2：2。

3.2.5 注浆锚杆

注浆锚杆采用破断力≥20t的注浆锚杆，锚杆杆体长2.0m，壁厚4.5mm，注浆锚杆眼口采用快硬水泥胶卷封堵，尾部砸扁，杆体十字交叉钻φ6mm的圆孔，注浆锚杆间排距为1600×1600mm。

4 施工工艺

区段岩石集中巷采用锚注支护为核心的锚梁网喷注联合支护方案施工工艺为：

【①打眼放炮打顶板锚杆孔安装顶板锚杆安装钢筋网、钢筋梁及上托盘初喷30mm厚顶部混凝土出矸打两帮锚杆孔安装两帮锚杆安装两帮钢筋网并上托盘初喷30mm厚两帮混凝土】【②复喷70mm厚混凝土打注浆锚杆孔安装注浆锚杆注底角注浆锚杆注两帮注浆锚杆注顶部注浆锚杆】复注（注浆应滞后迎头30m为宜，根据观测结果确定是否复注及复注位置）。

注浆时采用自下而上的作业方式，先注两帮，再注顶板锚杆。从而易于保证施工质量。

5 结语

综上所述，随着采掘深度的不断加大，深部巷道所处的地质力学环境越来越复杂，其支护难度也越来越大。该支护技术在实际工程中得到应用，取得了良好的支护效果。表明该支护技术是深部巷道稳定性控制的一种科学合理、行之有效的技术，可为同类巷道的支护提供借鉴和参考。

参考文献：

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[4]陈庆敏，郭颂，张农.煤巷锚杆支护新理论与设计方法[J].矿山压力与顶板管理，2002，19(1)：12-15.