摘要：巷道的稳定是煤矿井下得以正常生产的基础，根据巷道围岩的物理性质、岩性、巷道断面等参数选择合理的支护技术是保证巷道围岩稳定，巷道安全运行的重要条件。随着矿井开采深度的不断增加，对巷道的支护要求越来越高，在浅部开采时采用的工字钢架鹏支护明显不能满足要求，因此，针对矿井的具体地质条件对巷道支护采用的联合支护技术的应用情况进行分析，以期能更好的促进巷道支护工作的开展。
关键词：土钉；锚杆联合支护；设计施工
1支护技术理论分析
巷道掘进后，由于受到掘进的影响，巷道周边应力出现重新分布，这个时期，巷道周边岩层的力学性质参数对保证巷道能否稳定至关重要。当巷道所处的围岩条件的软弱岩层时，由于软岩本身的强度不大，且容易发生变形，巷道掘进后，周边软岩的破坏往往是呈现出逐渐变化的过程，也就是当一个部位出现变形损伤之后，逐渐的向巷道周边其他部位进行扩展，最终对巷道整体结构的稳定性造成影响。巷道周边岩层中首先出现变形破坏的地方往往是软岩巷道支护的重点，该部位出现变形破坏的主要原因是由于巷道支护结构与围岩自身的受力难以耦合。围岩的岩性较为软弱，不足以抵抗局部造成的应力集中，引起破坏。因此，对巷道关键点加强支护，对保证巷道的稳定性至关重要。将巷道周边岩层中蕴含的部分能量释放，并将周边岩层作为巷道整体支护结构的一部分，可以取得良好的支护效果。
2破坏机理
巷道埋深大，掘进过程中围岩应力重新分布，巷道变形量大，尤其在过断层后，顶底板相对位移量较大达到350mm，为保证通风断面需进行挑顶维修。巷道围岩变形持续时间较长，该巷道岩体具有明显的流变性，巷道在每月观察中均存在锚索压折或锚杆盘压掉的现象，巷道围岩的稳定性并没有得到有效的控制。巷道初期变形量较大，巷道建成初期，一周之内巷道收缩量达到400mm，不能起到应有的支护效果。
3巷道支护
3.1支护方案
根据矿压资料的分析、巷道层位关系和工程类比法确定:巷道采用锚网喷+锚索梁+U36钢棚+锚索梁+注浆的联合支护方式。锚网喷+锚索梁为一次支护，U36钢棚+锚索梁+注浆为二次加固支护。
采区回风下山支护断面为U36钢棚支护断面。一次支护净断面为：净宽×净高=5700mm×4350mm，二次支护净断面为：净宽×净高=5000mm×4040mm；巷道掘进断面S掘=21.9m²，巷道支护S净=17.5m²。
永久支护参数的确定：
根据工程需要一次支护断面为净宽5700mm×净高4350mm半圆拱形断面，二次加固采用规格为5000mm×4040mmU36钢棚支护。
锚杆支护利用工程类比法及现场经验选择端锚固法加固顶板，按加固拱原理计算：
锚杆长度取3m、锚杆直径取20mm、锚杆间距取0.7m、锚杆排距取0.7m。
根据以上计算：
一次支护采用Φ20mm×3m右旋等强锚杆，间排距700×700mm，K2360和Z2360锚固剂各一卷进行锚固，Φ6钢筋网，Φ12mm钢筋梯子梁。顶部施工5排锚索托梁（由巷中向两侧均匀布置），间排距1.4m×1.4m，锚索Φ21.6mm×12m，每根锚索采用一卷K2360和三卷Z2360进行锚固，托梁采用12#工字钢加固，梁长2.3m，喷C15砼，厚度50mm。
二次支护采用U36钢棚，棚腿扎角1.5°，棚距700mm（搭接600mm、使用3道卡缆）均匀布置5道筋笆力，背棚时预埋3排T型灌浆管，间排距3.0m×2.8m，拱顶向两侧均匀布置。架U36钢棚后，采用6排锚索托梁锁棚，间排距2.1m×1.4m，锚索为Φ21.6mm×12m，每根锚索采用一卷K2360和三卷Z2360进行锚固，托梁采用12#工字钢加固，梁长2.3m。锚索梁施工后，进行喷C15砼，厚度以覆盖U36钢棚外沿为准。
喷浆后方可进行灌浆加固，灌浆时先底部后拱顶，灌浆使用425#水泥，水灰比（质量比1.25:1～1：1），灌浆压力不得小于1.5Mpa。巷道灌浆后，进行注浆加固。一次注浆采用Φ26×2000mm注浆锚杆，间排距2.5×2.8m；二次注浆采用Φ26×2800m注浆锚杆，间排距2.5×2.8m，注浆采用425#水泥，水灰比（质量比1.42:1），注浆压力不得小于3.5Mpa；注浆顺序由巷底至拱顶。
3.2关键技术措施
（1）灌浆孔、注浆孔。灌浆孔利用架棚期间预留灌浆管；注浆孔按照设计要求，先对巷道进行打眼，并把注浆锚杆固定到所打孔眼内，根据每班注浆情况，确定本班打注浆锚杆数量，原则上同列锚杆一次可注4根，同排锚杆的注浆顺序由巷道下部至拱顶。
（2）注浆工艺流程。把水泥和水倒入储液箱内，使用人工或机器进行搅拌，边搅拌边进行注浆。注浆地点与拌料地点间距不得低于5m，注浆人员及拌料人员原则上站在施工地点的巷道上方进行作业，然后由注浆泵吸入泵内，通过注浆锚杆（灌浆管）压注到巷道壁后。
4联合支护技术应用分析
联合支护参数设计。①巷道支护锚杆参数。巷道支护采用的锚杆直径为22mm，长度为2200mm的高强左旋螺纹钢筋，间距设计为700mm，排距设计为700mm，巷道顶板上布置4根锚杆；在巷道两帮各布置3根锚杆，间距设计为700mm，排距设计为700mm，巷道断面上共布置10根锚杆。锚杆锚固采用Z2350树脂型锚固剂进行锚固；采用的钢筋梯长度为2400mm、宽度为80mm，焊接处采用直径为14mm的圆形钢筋连接；锚杆支护采用的托盘用Q235钢板压制而成，规格为：长150mm、宽150mm、厚度为8mm；支护采用的金属网为菱形，采用10号钢丝制作而成，菱形金属网的长度为4800mm，宽度为2200mm，金属网的网孔尺寸为250mm×250mm；在巷道顶板最外侧施工锚杆时，距离巷道帮为150mm，锚杆的开孔角度向外侧的20°，并且与岩层的方向斜交。②架棚支护参数设计。架棚采用的是11号工字钢，经过一定的加工之后呈现出拱形，架设的工字钢钢梁之前的间距为1600mm。在确保采用的工字钢质量的前提下，使得工字钢有一定的上拱度，使得工字钢在受到向下的压力作用下，能保持巷道断面不发生明显的改变，从而能够抵挡巷道顶板较大的变形。由于在受到侧向压力作用下时，架量支护容易出现歪棚或者架梁的棚腿出现内移现象，减小巷道的可使用断面，因此，本次采用的用以对顶板支护的钢量为微拱型，不仅提高了抵抗巷道顶板变形的能力，也增强了架设的架棚的抗扭性。联合支护的断面形式如图1所示。
图1 联合支护示意图
5结语
采用锚杆+滞后注浆+架鹏的联合支护方式，增强了巷道周边岩层的整体稳定性，提升了围岩的内摩擦角，对巷道周边的软岩围岩进行控制，成功的解决了制约矿井软岩巷道支护难题，为矿井安全高效生产创造了有利条件。
参考文献
[1]杜小荣.联合支护技术在软岩巷道中的应用[J].江西煤炭科技,2017(03):48-49+52.
论文作者:李海
论文发表刊物:《基层建设》2019年第20期
论文发表时间:2019/9/21
标签：巷道论文; 锚杆论文; 断面论文; 围岩论文; 注浆论文; 锚固论文; 岩层论文; 《基层建设》2019年第20期论文;