分析围岩新桥矿破碎围岩巷道“锚架注”支护技术运用站

论文导读：tryinSouth1stDistrictofXinqiaoMinepassedthroughfaultwithfallof30mandwidthof140m，sotherockwasextremelybroken.Inordernottoaffecttheconstructionsafetyandprogress，technologyofcombinedsupportingwhichincludedpre-grouting，U29elasticityclosedcircularsteelshedand
摘 要：新桥矿南一采区运输上山穿过落差30 m、宽度140 m特大断层，断层带内岩体极其破碎。为了不影响施工安全和施工进度，巷道采用“超前预注浆+U29伸缩性封闭圆形钢棚+锚网喷”进行支护。5个多月后，两帮最大移近量达到216 mm，顶板最大下沉量为120 mm，底臌量约135 mm，采用这种支护技术有效维护了巷道的长期稳定。
关键词：破碎围岩 锚架注支护技术 矿压观测
1672-3791（2013）06（b）-0086-03
Application of Anchor-shed-grout in Fractured Surrounding Rock Roadway in Xinqiao Mine
Dong Kai-feng Zhang Yan
（Henan Coal and Chemical Group Corporation Ltd，Yongcheng Coal Company，Xinqiao Mine Yongcheng，476600，China）
Abstract：Rise entry in South 1st District of Xinqiao Mine passed through fault with fall of 30m and width of 140m，so the rock was extremely broken.In order not to affect the construction safety and progress， technology of combined supporting which included pre-grouting，U29 elasticity closed circular steel shed and anchor net spray was adopted. More than five months later，the maximum displacementof roadway's sides was 216mm and the amount of maximum subsidence of roof was 120mm.With using this support technology，the roadway kept long-term stable.
Key Words：fFractured surrounding rock； Technology of Anchor-shed-grout； Mineral pressure observation
巷道掘进过程中，遇到破碎围岩不仅影响施工安全还要影响施工进度，最终影响到矿井的采掘接替。破碎围岩条件下，容易造成巷道顶板出现淋水、巷道流矸和施工困难，一旦支护强度不够或支护不及时极容易出现漏顶或冒顶事故。因此，破碎围岩巷道施工技术研究是一项复杂的系统工程。针对破碎围岩巷道的支护问题，现在主要采用“锚杆索、架棚、注浆”相结合的支护技术[1～4]。
1 地质概况
南翼轨道运输大巷和胶带运输大巷位于-550 m水平，地面标高为+32 m。南翼轨道运输大巷全长2558.1 m，南翼胶带运输大巷全长2518.6 m。南翼轨道大巷对应地表北部靠近王楼，南部对应徐庄。地表经过浍河、牛楼，其余均为农田。图1为南一采区胶带运输上山综合地质柱状图。
南一采区两条运输上山将穿过落差30 m、宽度140 m的F14断层（如图2所示），岩性以碎裂的泥岩或泥质岩体为主，裂隙、层理比较发育，强度低，完整性差，整体为泥质成分含量高的大范围破碎岩体；断层穿过太原组含水层，而且上盘煤系地层直接与下盘奥陶系地层接触，F14断层的导水性对本区水文地质条件影响较大，源于：本科毕业论文www.7ctime.com
巷道施工受裂隙水影响突出。从已掌握的资料看，预计揭露顶板没有自稳时间或自稳时间极短，难以满足必要的处理时间，并可能因控制不及时导致大范围抽冒，因此需要研究破碎顶板的支护技术。
2 支护技术的总体思路
（1）采用超前预注浆固化破碎围岩，确保断层破碎段内巷道的安全施工。
（2）架设U型可缩性钢棚，小循环及时支护松散围岩，发挥钢棚的径向约束作用，形成论文导读：①长孔超前注浆：结合巷道揭煤进度情况，接近断层破碎区域10m时，巷道轮廓线拱顶部位布置2个注浆孔，孔深8～10m，角度+15°～20°，超前深孔注浆密实断层、裂隙，并胶结破碎煤岩。②短孔预注浆控顶施工：在巷道轮廓线拱顶部位布置5个超前预注浆锚杆，分别位于正顶位置、距中依次

1.2m，角

刚性承载壳基础支护，随围岩收缩U型钢棚继续让压收缩，始终保持软岩破碎巷道围岩承载壳的存在。
（3）采用新型高性能锚杆、大直径预应力锚索和化学加固材料注浆等围岩加固手段，强化巷道围岩强度和承载结构。
3 超前预注浆
岩层内部注浆，围岩注浆加固是利用浆液把围岩的各种弱面充实，并把弱面、充填体和四周岩体重新胶结起来形成完整岩体，从而提高围岩的整体稳定性及其力学性能，改善围岩的物理性能，提高围岩自身的承载能力；在围岩裂隙发育时可以及时封堵围岩裂隙，使围岩失去涌水通道，消除或降低水对围岩力学性质的影响，防止软岩进入流变期，在控制软岩流变变形中具有决定作用。
（1）注浆材料。
可采用硫铝酸盐水泥粘结注浆（硬化时间约为10 min）或化学浆液超前注浆控顶，适当地段可配合撞楔共同超前控顶。
硫铝酸盐快硬水泥粘结注浆：采用硫铝酸盐水泥为注浆材料，按设计要求，将浆液注入到巷道轮廓以外的松散的岩体内（如冒落区），使松散的岩体粘结，形成一个注浆硬壳帷幕，并根据需要控制粘结高度，使浆液不进入或少进入巷道轮廓以内的一种控制注浆施工工艺。采用标号525的快硬硫铝酸盐水泥，水灰比0.85～

1.0，胶砂流动度达到121～130 mm，该充填材料的性能特点有。

早强、高强；高抗冻性；高抗渗性；抗碳化性能好，干缩率低；抗腐蚀性能好。
（2）注浆深度及锚杆。 ①长孔超前注浆：结合巷道揭煤进度情况，接近断层破碎区域10 m时，巷道轮廓线拱顶部位布置2个注浆孔，孔深8～10 m，角度+15°～20°，超前深孔注浆密实断层、裂隙，并胶结破碎煤岩。
②短孔预注浆控顶施工：在巷道轮廓线拱顶部位布置5个超前预注浆锚杆，分别位于正顶位置、距中依次

1.2 m，角度+20°～30°。

③注浆锚杆选择长度2600 mm，4分钢管制成，钢管底端砸成扁状；钢管1 m长度后十字错开钻孔，孔径由大逐渐变小，前端孔径Φ=8 mm，后端孔径Φ=4 mm；封孔可采用空心水泥卷或树脂药卷密实，封孔深度为

1.0 m。注浆最大压力为2.5 MPa。

④短孔超前注浆控顶施工距离始终超前U棚1.0 m以上，长孔超前注浆控顶施工距离始终超前U棚2.0 m以上；在超前注浆控顶前提下，进行后面的架棚支护。
⑤开始预注浆时注浆排距1 m，待循环注浆5个循环后根据注浆效果和顶板围岩破碎程度，适当调整排距。预注浆锚杆的布置形式如图3所示。
4 巷道支护设计参数
试验巷道采用“超前预注浆+U29伸缩性封闭圆形钢棚+锚网喷”进行支护。掘进前，采用“水泥浆+水玻璃”双液注浆方式将工作面迎头待掘2000 mm进行超前加固。注浆加固完成后，然后采用正常爆破或松动爆破配合风镐开挖的方式进行掘进。每次掘进800 mm进行一次永久支护，每次掘进1200 mm进行一次超前注浆加固。
（1）钢棚半径为2350 mm，每架钢棚分6节，各节搭接长度450 mm并在搭接处安装3副卡缆（卡缆间距50 mm），棚距600 mm，每棚设18副连接板（每节3副连接板）。钢棚从巷道底板位置开始在钢棚外沿直至棚顶采用2层钢筋网背实。
（2）锚杆为Φ20×2000 mm高强锚杆，间排距800×800 mm，矩形布置成排成行，底板以上300 mm起锚，水沟侧200 mm起锚；全断面挂钢筋网，网片搭接长度不小于100 mm，搭接处每隔不超过300mm用12#铁丝双股双排绑扎且扭结不少于3圈；喷射混凝土厚100 mm（以露出钢棚连接板为准），标号C15，混凝土配比为水泥∶砂∶石子=1∶2∶2。帮部锚杆使用树脂锚固剂无法锚固住时，可施工Φ43×1800 mm管缝式锚杆，间排距参数不变。巷道施工断面支护图见附（图4）。
（3）超前支护方式采用“注浆加固+超前骨架”进行超前支护，注浆加固时，使用1500 mm或2500 mm插管注浆，水泥浆与水玻璃比例控制在1∶论文导读：浆加固技术应用研究.煤炭工程，2012（7）：29-31.张浩.高地压碎裂软弱围岩巷道“锚架注”联合支护技术的应用.煤炭工程，2010（10）：28-30.肖同强，柏建彪，李金鹏，等.断层附近煤巷锚杆支护破碎围岩稳定机理研究.采矿与安全工程学报，2010（4）：482-48

6.吴创周，柴清，李国峰，等.破碎围岩巷道锚网索喷注耦合支护技术的研究

0.3～0.5。注浆加固范围为迎头待掘2 m内的巷道。超前骨架采用Φ25×3000 mm无缝钢管，间距控制在250～300 mm。超前骨架支护范围主要是从拱基线位置至顶板。施工中可根据现场情况调整骨架的密度和位置，保证超前支护。
（4）顶板注浆加固后完好，锚杆支护作用较好时，临时支护采用弧形金属前探梁支护，弧形前探梁弧长为2500 mm，宽度为800 mm，弧形前探梁伞柱采用Φ40 mm无缝钢管加工，伞缘及撑杆采用Φ2

5.4 mm镀锌钢管加工，支腿采用Φ80 mm无缝钢管制作。

5 巷道表面位移观测与分析
（1）从（图5）可以看出，巷道掘出10天内围岩运动剧烈，两帮最大变形速度达到32 mm/d，顶板下沉最大速度达到15 mm/d，11天以后，巷道围岩运动速度慢慢减小，并逐渐趋于稳定。
（2）现场观测表明，经过5个多月，两帮最大移近量达到216 mm，顶板最大下沉量为120 mm，底臌量约为135 mm。
6 结论
超前预注浆将松散破碎围岩胶结凝固，降低其松散流动性；及时采用被动形式的U型钢棚支护形成松散围岩巷道支护的刚性承载壳，利用U型钢棚的可缩性适当让压，转移巷道围岩碎胀变形压力，保护支护系统；在此基础上采用长锚杆、锚索主动支护进行二次强化加固，通过高预紧力充分调动围岩的自稳能力在最后在锚架之间进行注浆密实加固，有效维护了巷道的长期稳定。
参考文献
徐香庆，郭文喜.松软破碎围岩巷道注浆加固技术应用研究[J].煤炭工程， 2012（7）：29-31.
张浩.高地压碎裂软弱围岩巷道“锚架注”联合支护技术的应用[J].煤炭工程， 2010（10）：28-30.
[3] 肖同强，柏建彪，李金鹏，等.断层附近煤巷锚杆支护破碎围岩稳定机理研究[摘自：毕业论文结论怎么写www.7ctime.com
J].采矿与安全工程学报，2010（4）：482-486.
[4] 吴创周，柴清，李国峰，等.破碎围岩巷道锚网索喷注耦合支护技术的研究与应用[J].煤炭技术，2008（7）：68-70.