山南平硐软岩段修复治理的实践经验

【摘 要】通过对山南平硐软岩段容易变形、支护困难的原因分析，提出了采用采用锚网喷+U型金属支架+壁后注浆的联合支护修复方案。经过实践证明，该修复治理方案，能够明显提高围岩承载能力，有效控制了巷道变形，延长了修复周期，为相似围岩条件下的井巷工程施工采取主动加固技术提供了一种思路。

【关键词】软岩;联合支护;壁后注浆;修复治理

一、概况

山南平硐是山南煤矿从井口至洗煤厂专用窄轨线路的必经通道，全长1600米，平硐断面采用直墙半圆拱，净宽3.2米，净高3.2米，支护形式以锚喷为主，其中约150米经过软岩层，支护形式采用砌碹。山南平硐自1993年移交生产以来，由于受周边小煤矿的开采影响，平硐局部地段发生了较大变形，特别位于软岩层的平硐变形更为严重，对运煤列车的安全运行影响大，为保证正常的安全生产，减少平硐对运煤的影响，除了日常维护外，每年都要对位于软岩层的平硐进行一次大修，大修主要方法为先刷大断面，再用U型金属支架支护，但从实际效果看，U型金属支架容易变形，甚至严重扭曲，年年要大修，维护成本大。

为更好地解决粘土软层段平硐变形问题，确保运煤畅通，在公司领导支持下，成立了技术攻关组来解决这个支护难题。经过技术分析，我们认为造成巷道容易变形、支护困难主要原因为：1、巷道围岩性质差，承载能力差。根据现场观测和取样，该区段平硐以粘土、泥岩、砂质泥岩为主，这些岩石对温 度、湿度、水的作用敏感，强度低，易变形，承载能力差。2、受小煤矿采动破坏影响，造成局部围岩松散破碎，围岩自支撑作用下降，难以承受上覆围岩应力；3、支护方式不合理。U型钢支架的结构和形式过于单一，型钢屈服强度偏低，承载能力有限，不能适应复杂多变的软岩层要求。在分析原因的基础上，参考八景煤矿硪四井井筒修复经验，提出了改进支护方式的修复方案，即采用锚网喷+U型金属支架+壁后注浆的联合支护方式。

二、工艺流程及方法

首先对断面进行刷大卸压，断面刷大后立即打锚杆挂锚网，架U型金属支架，然后进行一次初喷，待围岩表层固结，再进行壁后注浆，使松散破碎围岩固结，最后复喷一次，使围岩支架形成一个整体。主要工艺流程及方法如下：

1、扩刷断面

做好作业点后方的支护加固工作，拆除变形损坏的支架，从外往里进行刷邦挑顶，刷大断面。

2、锚网安装

刷大断面后，做好临时支护，锚网安装顺序先顶后帮。锚杆眼采用三花布置，控制好间距、排距（间距600mm，排距600mm）；锚杆采用Ф18mm钢筋锚杆，锚杆长2000mm，尾部螺纹长80mm；锚固剂选用K2335树脂药卷，每眼装2根树脂药卷；安装锚杆前，先清洗眼孔，再放入树脂药卷，用锚杆机均匀搅拌树脂药卷，达到锚固要求；锚网采用长2000mm，宽1000mm，网孔40×40mm的金属网；挂网时，先把网铺开，尽量使网平整，网与网搭边不小于100mm；锚杆托板厚度8mm，边长150×150mm，托板要贴紧岩面。

3、U型金属支架安装

锚网安装好后，安装U型金属支架，支架排距为600mm，支架要牢固，贴紧岩面。

4、埋设注浆管

U型金属支架安装好后，在架棚空档断面布置5个注浆孔，排距2000mm，间距1200mm，钻头直径Ф=38mm，孔深2400mm。将注浆管埋预先在壁注浆孔内，注浆管采用直径1寸的无缝钢管，长2000mm，在头部1000mm长度范围内错开钻孔，孔径由大逐渐变小，前端孔径Ф=10mm，后端孔径Ф=5mm，共钻孔10个，钢管尾部车螺纹50mm，能与注浆高压快速接头对接；在钢管距尾部150mm处用6.5钢筋焊挡圈，挡住封孔材料外流。

5、初喷混凝土

注浆管埋设好后，进行混凝土初喷，由上至下喷射混凝土，初喷层厚50mm，混凝土配比为（水泥∶细砂∶瓜子片）1∶2∶2。

6、壁后注浆

初喷混凝土在围岩表层固结后，可以进行壁后注浆。为提高注浆初期凝结强度和速度，注浆材料采水泥-水玻璃双液浆，水泥采用425#普通硅酸盐水泥，水玻璃浓度为Be’35。水泥浆的水灰比1：0.6，双液比（水泥浆和水玻璃体积比）1：0.5。注浆采用BW-250/50型双液注浆泵，注浆压力为1.2～1.5MPa；注浆时自下而上，先左后右顺序作业方式，每个断面内先注两邦，再注拱边，最后注拱顶。每孔注浆时间控制在15min以内，当注浆压力达到2MPa时，应停止注浆。

7、复喷混凝土

壁后注浆5～7天后，可进行复喷混凝土，复喷层厚50mm，混凝土配比为（水泥∶细砂∶瓜子片）1∶2∶2。

三、修复效果

2010年元旦春节检修期间，山南平硐软岩段采用联合支护修复方案施工治理后，围岩承载能力得到明显提高，平硐断面变形得到有效控制，经过两年多的运行使用，期间大大减少了修理工作，节约了一笔较大的修理费用，至今支护状况良好，较好地保障了山南平硐的运煤功能和运输安全。

四、结束语

山南平硐软岩段修复治理采用联合支护修复方案的成功实践，表明受采动影响、软岩松散破碎围岩条件下，采用该项联合支护技术，能够明显提高围岩承载能力，减少巷道位移变形，延长修复周期。因此，在相似条件的井巷工程中，可以采用该项支护技术对井巷进行主动加固，为软岩松散破碎性质围岩条件下的提供了一种思路。