联合支护在大断面、高矿压巷道支护中的应用李兴伟

联合支护在大断面、高矿压巷道支护中的应用李兴伟

李兴伟

（贵州盘江精煤股份有限公司火烧铺矿贵州盘州市553539）

摘要：以贵州盘江精煤股份有限公司火烧铺矿烂泥箐采区材料暗斜井为例，介绍了联合支护在大断面、高矿压巷道中的成功应用，不仅减少了巷道的变形量和巷道的维护成本，且确保了巷道在服务年限内的正常使用。

关键词：大断面；联合支护；应用

火烧铺矿是江南第一大煤炭企业贵州盘江精煤股份有限公司所属的一个大型矿井。设计生产能力为240万吨/年，采用平硐、斜井开拓方式，现开采水平为+1400水平，矿井地质构造复杂，断层密度大，小褶曲较发育，属煤与瓦斯突出矿井。烂泥箐采区材料暗斜井于2004年开始掘进，掘进时采用锚网（索）、喷浆支护，现巷道变形严重，2008年开始对材料暗斜井采用联合支护进行巷修，取得了较好的支护效果。

1地质及工程概况

火铺矿烂泥箐采区材料暗斜井是为烂泥箐采区+1400水平辅助运输服务，满足整个烂泥箐采区排矸、运料、管线敷设的需要。该巷道服务年限为30年，设计长度807m，下山倾角-16o，巷道井下标高+1660～+1400。巷道为半圆拱形断面，设计下宽4400mm，墙高1.6m。

巷道沿20#煤层掘进，上覆17#煤层（为突出煤层），层间距为13.6～45.5m，下伏21#煤层，层间距为0.6m～10.2m，20#煤层顶板为灰泥岩较软，f=3～4，底板为泥岩，f=4～6。无大的断层和褶曲，小断层较发育，巷道通过范围内水文地质条件较为简单，无大的水患。

2巷道支护方案及现场施工

2.1巷道支护方案

该巷道掘进到位一年后，整条巷道变形严重，两帮内挤、顶板下沉、喷体开裂严重。大部分地段已经无法使用。根据巷道的变形情况判断，巷道两帮压力大，顶板离层严重，锚杆（索）已不能对巷道进行有效的支护，由于巷道沿煤层掘进，锚杆（索）垂直巷道顶板布置，在巷道垂直应力的作用下，受剪切力较大，锚杆（索）容易被剪断。在巷修时采用联合支护，对侧压大、顶板离层严重有很好的支护效果。支护设计如图1所示。

2.2施工的工艺

联合支护施工工艺流程为：锚网巷修15m（锚杆金属网支护不打锚索）→架U型棚10.0m（U型棚至迎头留5.0m操作空间）→紧贴U型棚背面铺设钢筋网（钢筋网于巷道轮廓之间要留不小于300mm的灌浆空间）→紧贴钢筋网背面铺设竹席→施工注浆孔、埋设注浆管→由下往上进行灌浆封顶→注浆→施工锚索→往前继续巷修10.0m（保证刷掘长度超前10m）→返回架棚程序，如此循环施工。

锚网巷修时，巷道下宽6000mm，中高4200mm，巷道一周采用12m的钢筋梯，17根锚杆、7根锚索和全断面铺金属网支护。锚杆为ø20mm×2500mm，间排距为700mm×700mm，锚索为ø16.5mm×8200mm，间排距为1400mm×2100mm。

架棚时，棚子采用29U--5200型直腿拱形棚，其规格为5200mm×3800mm，棚距为500mm，梁腿搭接长度为400mm。棚子架好后，在距底板500mm处用半边卡缆配合2000mm长的锚杆打设锚杆对U型棚腿进行锁固。

在灌浆前，先紧贴拱形棚背面铺设钢筋网，钢筋网规格为2.2m×0.8m。钢筋网铺好后再紧贴钢筋网背面铺设竹席，竹席规格为2.0m×1.0m。再在棚子中间按1500mm×2100mm间排距打设注浆管。注浆孔布置如图2所示。

灌浆，砂浆标号为C20，砂浆配合比为水泥：砂子＝1：4（体积比），水灰比为0.4，可不加速凝剂，灌浆层厚度≥0.3m。

灌浆结束达到48小时后，进行注浆工作，注浆材料为水、水泥、粉煤灰，其配合比为水：水泥：粉煤灰＝4：1：1（体积比）。

注浆结束后，再在棚子之间打设锚索，锚索间排距为1400mm×2100mm。

3注意事项

（1）在巷修时，严禁大面积施工，扩刷够一排锚杆进度时必须及时支护，防止大面积冒顶难以维护。

（2）架U型棚时，要按照巷道中腰线架设，防止架好的U型棚出现上下起伏、左右歪扭、迈步不均。

（3）灌浆时，要保证灌浆厚度≮300mm。

4矿压监测

进行联合支护后，对巷道支护效果进行矿压观测，在巷道顶板及两帮设置表面位移和顶板离层观测点。每隔30m设置一个观测站。通过观测巷道顶板累计移近量为80～230mm，两帮累计移近量为50～170mm。巷道支护效果良好，矿压观测如图3所示。

5结论

实践证明，采用联合支护方式解决了大断面、高矿压巷道的支护问题，提高了巷道的安全系数，减少了巷道的维护成本，收到了良好的支护效果。