张权坤 魏中举 宋义华 管育春

摘 要：针对煤矿断层附近的软岩巷道围岩控制问题，经理论分析断层附近的软弱围岩巷道围岩变形的规律以及围岩变形的破坏机理，以矿区1408工作面的回风巷作为研究对象，并结合UDEC数值模拟结果，对巷道围岩锚杆支护提出对策及可行支护方案，及确定对应巷道的支护参数，为有相似条件的煤矿巷道支护提供一定的技术参考。

关键词：软岩巷道;锚杆支护;围岩控制;断层附近

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.01.093

1 工程概况

该采区的煤层整体是一个近水平的倾斜形态，整体的形态是西北较为高，东南稍偏低，其该整体的倾角为3°～5°之间。研究试验的巷道位置为第四采区中的1号煤层，距离地面的标高大约为+1050m，距离煤层的标高大约为+815m。此煤层具有地质条件比较稳定、结构复杂的特征，煤层顶板为泥岩与砂岩，而底板为泥岩与白云质岩。煤层中有1～3层的夹矸石。厚度有3～4m之间，埋深235m左右，该采区中1煤层的顶底板柱状图示意图，如图1所示。在1408回风巷掘进的过程中，在该研究报告中提到的SF6断层，如图2所示。

2 断层附近的软岩巷道支护设计

2.1 软岩巷道支护设计

该采区的巷道若出现底臌时可以在帮底中加打锚杆来防止其变化，其使用参数可以因现场的实际情况作出适当调整来完善其效果。由矿区巷道地质条件及断面尺寸和施工生产技术条件，结合实际情况的分析显示，大致确定左旋螺纹钢的锚杆直径为20mm，长度为2200mm， 长650mm，宽750mm的间排距;帮锚杆的圆钢锚杆用直径为18mm，长度为2000mm， 长700mm，宽750mm的间排距;幫网及顶网采用菱形的金属网。托盘的铁托盘尺寸为长120mm、宽120mm、高8mm和长150mm、宽150mm、高5mm。该煤层的巷道断面和锚杆初步设计关系的布置如图3所示。

2.2 断层附近的软岩巷道支护设计

就该矿井地质条件而言，在1408回风巷掘进的过程中，有可能显现出勘探报告中提及的SF6断层附近岩层会遭到地质作用的影响，使其岩层不稳定，这种情况下需加大锚杆及提高锚索支护密度，使岩层受到的破坏性最小化，最差稳定性处加大锚深，来提高局部的锚索作用;在金属挂网与巷道顶，使得金属网与锚杆形成一个支护整体，避免风化淋水影响对巷道围岩强度的降低，可以在顶帮处喷射混凝土封闭围岩，围岩强度的下降可以得到有效防止控制。如果要锚杆混凝土层及网片综合组成满足强度支护的一个整体，需经喷浆处理断层周围的围岩体，才能使支护达到一定的效果，从而有效地控制了巷帮变形的情况。

结合各种情况下的巷道支护经验，从主动和被动耦合支护原则，在采区1号煤层的回采巷道中使用锚杆、喷钢筋梁、索、网+平顶U型钢来支护特别地段，锚杆提供的径向和切向约束力，加强了破坏岩层的承载能力，阻止了离层、滑动。钢筋梯钢筋网、与U型钢形成组合梁，上覆顶板压力与顶板岩层自重力通过组合梁传入两帮深部。在锚索悬吊的作用下，避免顶板岩层垮落和移动。巷道的大断层地段，围岩较为破碎，除了采用以上的方案外，还可以增加注浆进行支护，也可达到一定的效果。

参考文献：

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