宋星星

（山西阳煤五矿，山西 阳泉 045209）

1 概况

阳煤五矿副井南翼中央轨道大巷硐室通道掘进从7805运输巷开口，与7805运输巷呈138°30′21″。中央轨道大巷硐室通道掘进段围岩以泥岩、白色粗粒砂岩为主，抗压强度低，承载能力较差，属于破碎性、遇水膨胀性软岩巷道。

中央轨道大巷硐室通道掘进时巷道断面设计为半圆拱形，掘进宽5.5m，高4.25m，直墙高度1.5m。巷道全长122m，其中弯曲巷道21.2m，直巷道100.8m。

2 原支护形式和存在的问题

（1）原支护形式

中央轨道大巷硐室通道采用锚杆、锚索加金属网支护。巷道拱部支护：杆体长2.4m，采用麻花钢锚杆，杆体尾部带有M24螺纹。打直径为Ф30mm的锚杆眼，使用MSK2335一支锚固剂，锚固长度达到1000mm，锚固力120kN。W钢护板规格：280×5×450mm（宽×厚×长）。锚杆配件：锚杆螺母（M24×3）、调心球垫、尼龙垫圈、拱型托盘，承载能力≥20t。锚杆角度：全部垂直顶板打设。锚杆预紧扭矩：≥300N·m，不得超过450N·m。网片规格：采用5400×1200mm的经纬金属网护顶，其中每个网孔规格为50×50mm。锚杆布置：一排打9根锚杆，每一排锚杆之间的间距为1.0m，排与排锚杆的间距为1.3m。锚索形式与规格：锚索为Ф18.9×6300mm，其中采用的高强度钢绞线为1×7股低松驰预应力型，打直径Ф28mm的锚索眼分别使用MSK2335、MSZ2360树脂药卷各一支，锚固到1500mm。锚索托盘：可调心托板（300×300×16mm）及配套锁具。承载能力不低于30t。锚索布置：锚索打设在巷道正中，锚索排距为1.3m。锚索预张力200kN。

巷道两帮：Φ20×2400mm麻花钢锚杆配金属网支护；顶板往下第1根锚杆距净顶板0.25m打注，其余锚杆间距0.95m，锚杆排距0.90m，每帮布置4根锚杆。杆体长2.4m，采用麻花钢锚杆，杆体尾部带有M24螺纹。打直径为Φ30mm的锚杆眼，使用MSK2335一支锚固剂，锚固长度达到1000mm，锚固力120kN。W钢护板规格：280×5×450mm（宽×厚×长）。锚杆配件：锚杆螺母（M24×3）、调心球垫、尼龙垫圈、拱型托盘，承载能力≥20t。锚杆角度：全部垂直巷帮打设。锚杆预紧扭矩：≥300N·m，不得超过450N·m。网片规格：采用3000×1200mm的经纬金属网护帮，其中每个网孔规格为50×50mm。锚杆布置：锚杆排距1.3m，拱基线往下每侧布置2根锚杆，间距1.0m。

（2）存在问题

中央轨道大巷硐室通道掘进10d，巷道围岩变形严重，根据井下实地观测，顶底板最大下沉量可达450mm，部分顶板锚杆被拉断失效。两帮出现明显挤压变形，最大移近量可到550mm。

为了保证中央轨道大巷硐室通道安全掘进，需要对中央轨道大巷硐室通道进行锚杆、锚索支护参数的优化设计。

3 软岩硐室通道支护参数优化

中央轨道大巷硐室通道采用树脂加长锚固强力锚杆锚索组合支护系统。图1为软岩硐室通道锚杆、锚索布置图。具体的拱部和巷帮优化支护参数如下：

（1）拱部支护

锚杆形式、规格及锚固方式：杆体长2.4m，采用500号钢制作的左旋无纵筋螺纹钢筋（22#），杆体尾部带有M24螺纹。打直径为Ф30mm的锚杆眼，使用MSK2335、MSZ2360各一支锚固剂，加长锚固长度达到1300mm，锚固力200kN。W钢护板规格：280×5×450mm（宽×厚×长）。锚杆配件：锚杆螺母（M24×3）、调心球垫、尼龙垫圈、拱型托盘均采用高强度型号，承载能力≥30t。锚杆角度：全部垂直顶板打设。锚杆预紧扭矩：≥400N·m，不得超过550N·m。网片规格：采用5400×1200mm的经纬金属网护顶，其中每个网孔规格为50×50mm。锚杆布置：一排打9根锚杆，每一排锚杆之间的间距为0.9m，排与排锚杆的间距为1.2m。锚索形式与规格：锚索为Ф18.9×6300mm，其中采用的高强度钢绞线为1×7股低松驰预应力型，树脂加长锚固，打直径Ф28mm的锚索眼分别使用MSK2335、MSZ2360树脂药卷一支和两支，加长锚固到1800mm。锚索托盘：可调心托板（300×300×16mm高强度型）及配套锁具。承载能力不低于40t。锚索布置：锚索打设在巷道正中，锚索排距为1.2m。锚索预张力250kN。

（2）巷帮支护

巷帮宽5.5m，直强高1.5m。锚杆形式、规格及锚固方式：杆体长2.4m，采用500号钢制作的左旋无纵筋螺纹钢筋（22#），杆体尾部带有M24螺纹。打直径为Ф30mm的锚杆眼，使用MSK2335、MSZ2360各一支锚固剂，加长锚固长度达到1300mm，锚固力200kN。W钢护板规格：280×5×450mm（宽×厚×长）。锚杆配件：锚杆螺母（M24×3）、调心球垫、尼龙垫圈、拱型托盘均采用高强度型号，承载能力≥30t。锚杆角度：全部垂直巷帮打设。锚杆预紧扭矩：≥400N·m，不得超过550N·m。网片规格：采用3000×1200mm的经纬金属网护帮，其中每个网孔规格为50×50mm。锚杆布置：锚杆排距1.2m，拱基线往下每侧布置2根锚杆，间距0.9m。

（3）表面喷浆加固

喷射混凝土（强度是C20）配比为:水泥:砂子:石子=1:2:2。水灰比为0.4～0.5。对软岩硐室通道喷浆厚度为150mm，刚开始喷射混凝土厚度是50～70mm，且要及时进行复喷，进行复喷时间间隔不能超过2h。

图1 软岩硐室通道锚杆、锚索布置图

4 支护效果监测分析

为了检验软岩巷道掘进支护后的效果，沿轨道大巷硐室通道每60m布置一个观测点，监测软岩硐室通道围岩两帮移近量和顶底板移近量，监测频率为2d一次，监测时间为75d。图2为软岩巷道围岩位移量及变形速率图。由图2可以看出，软岩硐室通道在掘进前15d变形速度较大，两帮围岩移近速度约为8mm/d，顶底板围岩移近速度约为5mm/d，随着掘进后时间的增加，软岩巷道变形速度开始在40d后逐渐趋于稳定，最终软岩硐室通道围岩两帮围岩移近量稳定在208mm左右，顶底板围岩移近量稳定在189mm左右。

图2 软岩巷道围岩位移量及变形速率