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矿井深部软岩变形及支护方式探讨

作者：马磊 侯永

来源：《中国科技博览》2013年第30期

摘要：矿井深部软岩掘进时，巷道变形量较大，影响巷道美观等存在的问题。通过总结现场施工经验，对矿井深部软岩施工支护方式进行了改进，使深部软岩巷道支护得到了有效的控制。

关键词：软岩巷道 卸压 支护方式

中图分类号：TD353.6 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）30-0012-01 城郊煤矿是河南煤化集团永煤公司本部的五个现代化大型矿井之一，年生产能力达500万吨/年。由于采掘工作面接替紧张，加快巷道掘进是当务之急。而该矿井煤层较深，巷道压力大，特别软岩掘进时巷道变形较为严重，从而影响了工程质量和进尺。城郊矿在施工二水平南翼轨道大巷期间，通过改变支护方式，从根本上解决了巷道变形的问题，取得了良好的效果。 1 工程概况

二水平南翼轨道大巷承担着二水平各采区的行人、材料运、二水平各掘进、回采工作面的进风任务。该巷道总设计工程量1596.465m。设计断面为直墙半圆拱型，采用锚网梯喷浆支护。大巷沿二2煤层为顶板泥岩、砂质泥岩及中、细粒砂岩掘进，岩石普氏硬度系数（f）为4～7。但700m至800m该巷道全断面泥岩。 2 围岩变形情况

通尺在700m至730m到处巷道变形严重，左帮鼓出400mm左右，右帮鼓出200mm左右，底板鼓起接近200mm，顶板下沉接近150mm左右。 矿压观测位移量变化规律（表） 位移变化量图 3 巷道支护方式改进

针对巷道压力大，造成巷道明显变形，改进支护方式如下：

改进前：巷道墙高1600mm，喷厚150mm。断面净宽4600mm，毛宽4900mm，锚网梯喷支护。锚杆为Ф20×2400mm的高强锚杆；钢筋网由Ф6.5mm钢筋焊制而成，网格为

70×70mm，网片规格2000×1000mm；喷浆厚度150mm；铁托板规格为200×200×10mm；锚杆

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间排距700×700mm，矩形布置，每根锚杆配1支MSK2335型（里侧）和1支MSZ2335型（外侧）锚固剂，设计锚固力120kN。使用扭矩扳手测Φ20×2400mm高强锚杆时，扭紧力矩读数不小于200N·m。钢筋梯采用Φ12mm钢筋焊接，钢筋梯长度为1400mm、2800mm，钢筋梯端头为闭合圆形，焊接时避免在端头搭接，钢筋梯沿巷道断面垂直于巷道走向布置。喷射砼标号C20，配合比（重量比）为：水泥：黄砂：石子：水=1：1.64：2.78：0.52，水泥采用32.5R级普通硅酸盐水泥，黄砂采用中粗砂，碎石必须坚硬耐久，粒径5～0mm，水用纯洁工业用水。

改进后：巷道断面净宽由原来的4600mm变为4800mm，掘进断面宽5200mm，墙高1600mm，

锚网梯喷+锚索联合支护。

初次支护：锚杆、钢筋梯、喷射砼标号及配比规格及要求同改进前。但初喷覆盖住锚网梯即可，全断面挂钢筋网，帮部最下面锚杆的角度为30°。在拱部沿巷道中心布置5排锚索，锚索间排距为1400×1400mm，锚索型号为Φ21.6×8000mm，锚索使用长度不小于7500mm。锚索配250×250×20mm托盘，每根锚索用3支MSK2335型（里侧）和2支MSZ2335型（外侧）锚固剂，预紧力150kN，使用MQ19-200/40型锚索张拉机具（额定压力40MPa，额定张拉力200kN）张拉至预紧力时，压力表读数达到30MPa，截锚索用专用锚索截具，保证外露长度为50～100mm；让压锚索预紧力不低于100kN，锚固力不低于250kN。

二次锚网喷支护：待巷道应力卸压释放后（周期为1个月）对凸出的地方用风镐或手镐找平，再进行二次锚网喷支护。锚杆为Ф20×2400mm的高强锚杆；钢筋网由Ф6.5mm钢筋焊制而成，网格为70×70mm，网片规格2000×1000mm；网片搭接长度为140mm，每隔2个网格用12#铁丝双股绑扎，铁托板规格为150×150×8mm；锚杆间排距900×900mm，矩形布置，每根锚杆配1支MSK2335型（里侧）和1支MSZ2335型（外侧）锚固剂，设计锚固力120kN（LDZ-200型锚杆拉力计测试高强锚杆时，压力表读数达到35MPa）。使用扭矩扳手测Φ20×2400mm高强锚杆，扭紧力矩读数不小于200N·m，锚杆露出托板20～50mm。喷射砼标号C20，配合比（重量比）为：水泥：黄砂：石子：水=1：1.64：2.78：0.52，水泥采用32.5R级普通硅酸盐水泥，黄砂采用中粗砂，碎石必须坚硬耐久，粒径5～0mm，水用纯洁工业用水。复喷后保证巷宽不小于4600mm。 4 改进后支护效果

矿压观测位移量变化规律（表）可以看出，在巷道卸压一月后采用二次锚网喷支护，能够使矿井掘进深部软岩巷道时更进一步保证巷道掘进断面的设计尺寸，增强了巷道的稳定性，在一定意义上保持了巷道的美观，实现了经济效益最大化。