鸡西矿区双河矿尾巷与杏花矿支护设计

马成民

摘 要：随着采深的逐年增加，深部开采过程中巷帮侧压普遍较大，双河煤矿新区3#层受采深及深部矿山压力显现的影响，煤（岩）体破碎、松散，特别是在掘进施工巷道时，巷道片帮严重、两帮位移量明显，传统普通锚杆（玻璃钢帮锚杆）支护无法满足巷帮支护的需求。双河煤矿新区3#层生产过程中每月二次成巷恢复工程量平均为400米，累计全年恢复工程量可达5000米，生产过程中掘进准备巷工程量大幅度增加，致使采煤工作面接续紧张。本节以双河煤矿为例，提出在破碎严重区域巷道采用注浆支护方式，并分析其经济效益。

关键词：深部 支护 片帮

一、支护方式优化

松散破碎范围较大的围岩，采用普通锚杆支护不能有效发挥其锚固作用，在此类巷道支护过程中，采用中空玻璃钢注浆锚杆，通过注浆使破碎围岩体形成稳定的承载结构，加固破碎围岩体，为锚杆支护提供着力点。注浆参数和注浆工艺如下。

1、注浆参数

①注浆压力：一般情况下控制在1.5MPa以内，最大不超过3.0MPa，注浆过程中由低到高缓慢升压，以确保浆液能有效渗透到围岩裂隙中去，当注浆压力达到1.5MPa时，停止注浆，如果注浆压力低于1MPa，并且仍能进浆说明裂隙仍未完全充实，应继续升压到1.5MPa。

②注浆量：由于围岩裂隙存在一定的差异性，每一个注浆孔的孔注浆量一般控制在50～100kg水泥，倘若注浆量增大，说明围岩破碎的裂隙过大或可能浆液沿某一通道流失，不能达到加固围岩的作用，应停止注浆，待查明原因后再次注浆。

③扩散范围：浆液的扩散范围与浆液浓度、破碎围岩裂隙大小、注浆压力有关，合理的注浆扩散半径一般在1.0～2.0m左右，扩散范围过大会增加注浆量，造成浪费。

④注浆时间：注浆时间应在满足注浆量、注浆压力、扩散范围的前提下适当调整。如果破碎围岩裂隙发育、浆液量较大、压力较高、扩散效果明显，可以缩短注浆时间；反之适当延长注浆时间。

2、注浆工艺

（1） 玻璃钢纤维中空锚杆注浆施工工艺

①钻孔：采用凿岩机或其它钻眼设备开凿钻孔；

②安装锚杆：将注浆锚杆送至钻孔底部；

③封孔止浆：用橡胶塞或黄麻等封孔、止浆；

④注浆：注浆管路和注浆锚杆连接好后，开始注浆，每个注浆孔注浆时间一般控制在3～5分钟，可选择多个注浆孔同时注浆，从下至上对称注浆，最后注顶孔；

⑤安设锚杆托盘：拆下孔口阀门，安设托盘，上紧螺母。

（2）注浆施工工艺

①运料与拌浆：水泥与水需按一定的水灰比搅拌成水泥浆，确保注浆过程中不发生堵塞，根据实际情况适时调整浆液参数。

②注浆泵的控制：观察注浆情况，即时开、停注浆泵，观察注浆泵的注浆压力变化情况，避免发生堵塞、崩管。

③孔口管路连接：观察前方注浆情况，时刻检查是否发生漏浆、堵管等情况，并控制注浆压力及注浆量，及时清洗注浆阀门。

二、解决的关键问题

1.通过破碎围岩巷道的注浆施工工艺，可有效控制破碎围岩范围内的大变形问题。

2.在淋水区域，施工过程中选用玻璃钢纤维中空注浆锚杆避免发生杆体腐蚀现象，有效的提高了支护的效果。

3.减少了巷道的返修时间与成本，减轻工人的劳动强度。

三、应用效果

施工工程量：长150m，宽4.0m，高3.5m。开掘巷道时，采用第一排全程锚杆支护两帮，下三排采用玻璃钢锚杆，使用金属网全封闭巷道。

随着巷道开掘，两帮压力显现，两帮移近量增大，使得巷道有效断面不能满足正常生产。通过支护方式优化，在右二路下延巷及上部机轨合一巷，采用玻璃钢纤维中空注浆锚杆，控制巷道两帮的移近量。初期开掘巷道时使用中空注浆锚杆，两帮移近量在允许范围内，避免巷道二次开帮。

四、杏花矿极近距离煤层回采巷道支护

解决的关键问题：

1、通过优化巷道布置减少了巷道围岩的破坏程度，避免了回采过程中释放瓦斯顶板的破壞，以达到保证巷道稳定性，以及降低巷道瓦斯浓度的目的。

2、采用内错式巷道布置、托煤顶送巷，采用锚杆、钢带、金属网、钢梁木腿棚综合支护，优化巷道受力状态，降低巷道应力集中范围，并且提高支护的整体效果。

3、采高标尺进行控制采高，上下巷设置矿压观测点以实时观测巷道压力变化情况，在过断层使用瑞米加固一号，避免巷道围岩破碎而发生漏顶或冒顶事故。

五、结论

本文以鸡西矿区深部回采巷道为工程背景，应用实验室测试、理论分析、数值模拟和现场矿压观测相结合的方法，测试了鸡西矿区深部典型矿井围岩力学参数；结合鸡西矿区深部回采巷道顶底板变形及破坏特征，确定了鸡西矿区深部回采巷道围岩稳定性主要影响因素，并提出鸡西矿区深部回采巷道围岩稳定性分类方法；在对巷道围岩分类的基础上，提出适合鸡西矿区深井支护的合理支护参数，并通过理论分析、数值模拟，分析了鸡西矿区深部开采典型矿井围岩巷道稳定性，提出相应的支护措施应用于工程实际。

参考文献：

[1] 刘泉声，张华，林涛. 煤矿深部岩巷围岩稳定与支护对策[J]. 岩石力学与工程学报， 2004， 23（21）：3732-3737.

[2] 王连国. 深部高应力极软岩巷道锚注支护技术研究[J]. 岩石力学与工程学报，2005， 24（16）：2889-2893.