平煤股份六矿开拓一队 张豪雷 屈继玲 庞洪涛

钢筋网、锚索、喷联合支护在深部高应力交岔点施工中的应用

平煤股份六矿开拓一队 张豪雷 屈继玲 庞洪涛

近年来，随着平媒股份的飞速发展，平煤六矿加快了矿井新采区的开拓和延伸，工作面的布置向“深（埋藏深）、远（位置远）、大（地压大）”的方向发展，面两巷支护难度加大，支护成本高居不下，前掘后返的问题成了开拓掘进影响生产的关键性问题。

钢筋网、锚喷支护是目前我矿在施工大断面硐室一种比较常用的巷道施工方法，它所发挥的悬吊和组合拱作用得到了广泛认可，但是在地应力集中区、地质条件极差和受动压影响的地层中，单纯锚网喷支护往往阻止不了巷道的围岩变形、收敛和失稳，支护能力仍然显得不足。平煤股份六矿在戊二三水平戊8-32070机车场交岔点施工中采用了钢筋网、锚索、喷联合技术，取得了较好效果和经验。

一、支护概况

我矿自建矿以来，片盘交叉点，多数岩石巷道采用锚喷外，个别交叉点采用架棚支护，特别是近几年来的二水平的丁二采区的几个车场片盘交叉点都有采用36大五节U型钢可缩性支护，由于交岔点断面及跨度都比较大，这种可缩性U型钢支架结构强度和稳定性不够理想。这种支护形式的交叉点在应力较大的巷道中1～2年后就收敛变形损坏严重，影响安全使用，不得不进行返修。特别是对于跨度较大、围岩破碎、松动圈大的交叉点来说，这种可缩性U型支架就显得更加力所不及了。为了实现一次支护即可满足巷道支护需求，减少巷道返修投入，达到巷道成本的最小化，我们借鉴兄弟矿井及我矿支护的经验，分析设计和施工中存在的问题，找出巷道变形原因，提出针对性支护方案并在实践中研究应用，有效地控制围岩变形，增强支护效果，降低支护投入，提高了矿井经济效益。

戊8-32070机车场交叉点，位于三水平戊二采区轨道下山上部（交岔点的施工位置为宽×高=4 800mm×3 800mm）戊二轨道下山沿戊8煤层，开设层位在戊8煤层顶板中，戊8煤层顶板为泥岩、砂质泥岩互层，砂质泥岩厚度在6～9m层理较发育，属于IV围岩。交岔点主要服务于戊8-32070工作面掘进和回采期间物料设备运输和回风，以后还服务于三水平戊二采区下延部分工作面物料设备运输等，服务年限10～15年。交岔点最大跨度9 800mm,最大高度为5 500mm，根据以往的经验，采用36U型大五节钢可缩性支架支护很难满足安全生产和使用。为解决这一难题必须采取合理支护形式，经开矿拓科有关领导及技术人员研究分析结合同行业先进支护手段，决定采取以往的经验交岔点采用钢筋网锚索、喷联合支护，取代传统的大断面，软岩交岔点的U型可缩性支架支护形式。

二、支护技术与参数设计

1．支护技术方案。戊8-32070风车场交叉点服务年限长，加之巷道围岩破碎，松动圈、压力大、埋深大及高应力，经受采动作用时间较长等因素，只采用锚网喷支护，控制不了巷道的变形破坏。根据锚索支护的原理和作用，增加锚索支护可对锚网喷支护进行加固补强，方可达到理想的支护目的。施工方案采用三步进行：第一进行拱部破岩、边支护边初喷，第二进行开帮支护，第三在进行全面复喷。

2．支护参数确定。在综合考虑支护安全、掘进速度和支护成本的情况下，采用了动态信息设计法进行设计。设计步骤：地质力学调查测试→初始设计→矿压监测→信息反馈→修正设计。在施工地点地质力学参数详细调查测试的基础上，根据巷道围岩松动圈支护理论，结合大量工程实践经验，提出了巷道支护初始设计。本巷道采用钢筋网锚索、喷，巷道实际揭露岩性较差时可采取注浆加固措施。

（1）拱部挑顶后支护采用双层钢筋网、锚索喷支护方式，采用Φ22mm×2400mm左旋无纵筋高强螺纹钢锚杆，锚固力达80KN。锚杆间距为700mm×700mm，钢筋属网采用6#钢筋编织的钢筋网，网格为80mm×80mm，喷浆厚度不少于150mm，二次开帮钢筋网喷支护，锚杆规格Φ22mm×2400mm左旋无纵筋高强螺纹钢锚杆，锚杆间排距、锚网规格、锚固长度与拱部相同。底角锚杆与底板平面成25～30°夹角。第三次支护是复喷和打注锚索，复喷厚度70mm，总喷厚度为220mm。

（2）锚索加固补强支护参数。锚索布置在拱基线以上的轮廓线与巷道线垂直成放射状。锚索间排距为1 400mm×1 400mm，锚索线采用Φ17.8mm的低松弛预应力钢绞线制作，长度为8 000mm，锚索涨拉后外露150～250mm，确保锚固力不低于200KN，预应力不低于60KN。

三、交岔点施工

采用YT-28风钻打眼，放震动炮落岩，风手镐配合成型，45KW扒斗机装岩，3吨矿车轨道绞车提升运输。使用液压钻打注锚索，PC5I（B）型喷浆机喷射混凝土，锚索施工时，孔深不小于6.5m，并严格按照设计的间排距进行打孔成孔后利用钢绞线将6卷药卷逐卷送入孔底后，使用液压钻进行搅拌，使钢绞线缓缓进入眼底，搅拌30～40s后停钻，停钻30min后再退钻，去掉搅拌器，60min后上盘涨紧。

四、支护效果分析

通过对巷道表面位移、顶板离层、锚固力等的监测，评价支护效果如下：

1. 在掘进期间，巷道顶板下沉量很小，两帮移进量最大为5 mm/d。杆杆体基本处于受拉状态，经测试，所有受测锚杆均未超过屈服极限，说明支护强度可靠，实现了支护目的，确保了安全使用。

2. 顶板离层检测表明，个别顶板产生离层，为此在部分地区适当加大锚索的密度，改变支护后，充分利用锚索的悬吊作用，达到很好的支护效果。

3. 减少巷道的维修量，采用钢筋网、锚索喷联合支护的大跨度、大松动圈巷道的交叉点形状相对稳定和完善。支护状态好，在整个服务期间可不需要进行大量维修。

五、结论

改支护方案控制了破碎围岩高应力条件下的巷道变形量和失修率，克服了深部矿井面临的地应力高、支护工艺复杂等诸多不利因素，提高了支护结构的整体强度和稳定性，巷道断面收敛量均比以前减少了90%以上，支护效果良好，为下一步施工提供了宝贵的技术经验。