王修敏

（徐州矿务集团张双楼煤矿，江苏 徐州 221616）

矿山巷道受到采动影响后，巷道围岩发生变形的情况较为普遍，尤其对于膨胀性软岩，其遇水易膨胀、扩容，加剧了巷道围岩的变形破坏，给顶板管理和巷道支护带来许多困难。张双楼煤矿-500大巷位于9200工作面的正下方，最小垂距不足20m，在9200工作面回采期间，-500大巷经受剧烈的采动影响；同时，-500大巷自身围岩条件差，岩性主要为软弱泥岩，在地下水的影响下易发生膨胀，底鼓量较大。如能解决矿山大变形跨采软岩巷道支护的难题，释放大巷周边矿柱产能，将大大提高矿产资源的回收率，延长老矿井的服务年限。

1 -500大巷回采前断面控制方式

9200工作面与-500西大巷揭发17.4～26.2m，9200工作面跨大巷回采前，采取传统的锚、网、梁、索、喷联合支护对大巷进行了整体加固。

2 -500大巷修复支护方案

2.1 分段控制方案

根据-500大巷工程地质条件及巷道不同位置实际变形破坏情况，设计优先修复变形破坏较严重段以满足行车等基本要求，再对变形量较小段巷道进行补强支护。

2.2 变形破坏较严重段

2.2.1 巷道右侧

由于原水沟设计在右侧（为方便描述，规定原水沟侧为右侧），在地下水的长期影响下，巷道右侧变形更为严重，帮部开裂严重，顶板也有一定的下沉，水沟也已严重破坏，巷道围岩松散破碎，导致锚杆缺少着力点，锚固力失效，巷道整体变形量较大，特优先对破坏较严重段巷道右侧进行修复，具体修复措施是：

对右侧巷道帮部和顶板进行扩刷，断面达到设计要求，然后对巷道右侧断面进行“螺纹钢锚杆+网+索+喷+螺纹钢注浆锚杆”联合支护，螺纹钢锚杆Φ22×2400mm，间排距800×800mm；锚索Φ18.9×6250mm，间排距1600×1600mm；注浆锚杆采用Φ25×2500mm螺纹钢注浆锚杆，间排距1200×1200mm，其中底角注浆锚杆距矿山巷道底板高度为200mm，角度下扎30°；螺纹钢锚杆和注浆锚杆在横向均采用钢筋梯子梁连接，距巷道底板最近处和拱顶处螺纹钢锚杆和注浆锚杆在纵向均采用M型钢带连接；喷射砼强度C20，混凝土原料配比为：水泥:黄沙:石子=1:2:2，喷浆后要及时进行洒水养护。具体见图1。

具体施工工艺流程为：

扩刷巷道右侧→施工右侧顶帮螺纹钢锚杆孔→安装锚杆→打锚索眼→安装锚索→初喷30～50mm厚混凝土→打注浆锚杆孔→安装注浆锚杆→注注浆锚杆（先底角再帮部后拱顶）→上钢筋梯子梁、M型钢带及托盘螺母→复喷30～50mm厚混凝土→复注（根据观测结果确定是否复注及复注位置）。

水沟的处理措施：可先将水沟临时性移到左侧，待右侧巷道注浆完成并在底角处砌新水沟后，再将水重新引到新水沟。

2.2.2 巷道左侧

待巷道右侧修复后，再对巷道左侧进行修复，具体措施与右侧一致。巷道断面支护设计见图1。

图1 矿山变形量较大段巷道断面整体控制方案设计图

2.3 变形量较小段

对于变形量较小段巷道，巷道断面基本满足设计要求，只需局部卧底整修、帮部扩刷，再对矿山巷道断面进行喷浆以封闭围岩，在此基础上进行锚注支护，以提高围岩完整性，保证巷道的长期稳定性。注浆及支护用料同2.2中所述。支护断面见图2。

图2 变形量较小段巷道断面整体控制方案设计图

3 支护施工参数设计

3.1 锚杆、锚索支护参数

锚杆采用Φ22×2400mm的螺纹钢锚杆，每孔采用两节Z2550树脂药卷加长锚固，锚杆预紧力不小于300N.m，锚固力不小于80kN；间排距800×800mm。锚索采用Φ18.9×6250mm的预应力锚索，锚固剂根据端锚和全锚分MSK2550、MSZ2550锚固剂以及全长锚固剂（RBA380）两种，锚固力不小于200kN。

3.2 注浆锚注支护参数

注浆用锚杆选取中空螺纹钢注浆锚杆，规格为Φ25×2500mm，杆体上钻有Φ6mm注浆孔，其结构如图3所示，杆尾砸扁，采用快硬水泥药卷封孔。

图3 注浆锚杆结构图

3.3 护表构件

锚杆配件：采用高强锚杆螺母M24×3，配合高强托板调心球垫和尼龙垫圈，托盘采用拱型高强度托盘，承载能力不低于40t。

钢筋网：钢筋网使用Φ6mm盘圆条，网格尺寸以120×120mm，网格均匀。M型钢带规格为宽度140mm，厚度4.2mm。

3.4 注浆参数

3.4.1 水灰比

注浆材料选取原则：浆液的结石体最终强度高；浆液结石率高，与岩体具有良好的粘附性；浆液流动性好，配比易调；浆液具有足够的稳定性；浆液成本低廉无毒无味。故注浆材料采用普通硅酸盐水泥，水泥采用425#普通硅酸盐水泥，浆液水灰比为0.6:1～0.8:1，为了增加水泥浆液的和易性、流动性、微膨胀性，提高水泥浆液的结石率和锚注岩体的强度，采用ACZ-1添加剂，用量为水泥重量的4%。

浆液配合比如表1所示。

表1 水泥添加剂单液浆配制表

3.4.2 注浆量

由于围岩裂隙的不均匀性和岩性差异，注浆时围岩吸浆量差别较大，为实现既能有效加固围岩达到一定扩散半径，又能节省注浆材料和注浆时间的目标，为保证科学的注浆量，一是控制泵压，对于单孔注浆锚杆而言，在围岩内泵压达到3.0MPa时停止注浆；二是当相邻钻孔一旦跑浆就停止注浆。另外，部分区域采取插孔复注来保证注浆质量。

3.4.3 注浆压力

根据现场试验，注浆锚杆的注浆压力取为2.0～3.0MPa。

3.4.4 注浆时间

为防止注浆在弱面浆液扩散较远，造成跑漏现象，在控制注浆量和注浆压力的同时，必须控制注浆时间，现场经验，对于单孔注浆锚杆及注浆管的注浆时间取为200～400s。

4 应用效果

9200工作面2019年3月回采结束，-500西大巷自同年8月份开始修复，支护方案多次更改最终确定了锚注支护方案，现该工程已完工，-500大巷已正常投入使用。现场实践证明，该方案避免了传统支护条件下巷道矿山掘进后修、多次翻修的被动局面，安全与经济效益十分显著。

5 结论

采用注浆锚杆（索）及选择合理的护表构件组成的允许一定变形量的柔性、刚性相结合的支护体系，使巷道围岩塑性变形和支护强度耦合，达到限制围岩产生有害变形损伤的目的，实现一体化、荷载均匀，达到大变形跨采软岩巷道的稳定。