王清强

摘  要：建井初期井底车场重车进车线段巷道断面大，巷道开掘后打破原始平衡状态的卸荷，岩层本身的稳定和承载力被破坏，围岩体必然经历应力重新分布，再次达到新的平衡状态，支护强度不够时会造成顶板来压变形失稳，若再有裂隙等其他地质构造水渗入造成淋水则会加剧顶板岩石的破坏恶化甚至冒顶突水，本文采用针对性的高强锚杆、锚索配合MZM-70高强无机注浆料的锚注技术措施对巷道变形失稳进行加固处理，改善岩体的自身承载力和完整性，隔断水水源侵入，从而实现了安全、高效、经济巷道变形处理目标，具有一定的推广应用价值，为同类工程提供可靠的理论基础和实践证明。

关键词：井底车场;围岩压力;巷道变形;机理要素;高强锚注

针对复杂围岩巷道，锚网喷、锚网索等传统支护技术不能有效控制巷道围岩受力变形，造成巷道压垮失稳，巷道在其使用期内需要多次修复。本文介绍的高强锚注加固支护技术，能够有效改善围岩岩性和应力分布，提高围岩整体性和自身承载能力，实现复杂围岩巷道的有效支护，在矿山工程中有很大的推广价值。

1    工程概况

梁北二井副井井底车场重车进车线（北侧车场）自泵房通路开口处至一号交叉点设计长度50m，巷道设计断面为直墙半圆拱形，巷道净宽×净高=5000×4080mm，净断面面积 S净= 16.5m2。支护方式为：锚网喷+锚索。此段巷道永久支护后由于受附近的断层和顶板爆破松动圈或裂隙连同砂岩含水层造成渗水的双重影响下，巷道顶板压力大，变形失稳严重，局部有淋水存在冒顶风险。

2   水文地質

巷道位于砂质泥岩中，砂质泥岩上部为细砂岩、中粒砂岩。细、中砂岩为含水层，累计厚度13.80m，预计正常涌水量14m?/h，属富水性弱的砂岩裂隙承压水。根据相关水文地质资料分析，巷道正常施工期间，受水害威胁较小，揭露断层、裂隙时巷道若与上部二叠系五煤段砂岩裂隙水联通，受水害威胁程度较大。

3   破坏机理分析

通过对巷道所处水文地质情况的分析，该巷道顶板变形失稳破坏机理如下一是巷道开挖打破原始围岩本身的承载力和完整性，围岩体必然经历应力重新分布，又加上受附近的断层影响，卸荷圈作用范围内的围岩体由原始的复杂受压状态变为拉、剪状态，围岩结构、组成特性遭到破坏。二是由于受围岩上层含水层通过断层裂隙渗透，造成顶板局部淋水，加剧了原支护体变形和破坏，砂质泥质中有膨胀潜能的矿物急剧膨胀，最终会造成巷道变形。

4   支护方案

通过分析原巷道失稳变形的机理和支护情况，采用锚注加固技术为注浆锚杆壁后注浆和高强度中空注浆锚索深孔注浆配套深浅孔锚注技术。本次高强锚注加固的原理是将锚杆、锚索的支护作用与注浆加固的作用组合起来，共同作用于巷道围岩，通过向高强锚注锚杆、锚索压注有机或无机浆液，不仅能从根本上保证锚杆/锚索锚固可靠，而且浆液能够渗透到钻孔周围较大范围的岩体裂隙中，对出现松动破坏的岩体产生粘结固化作用，提高其整体性和自承能力，还能阻断含水层的沟通渗透，从而大大增加巷道支护效果。

5   施工技术

5.1支护参数

主要支护参数采用Φ25×2600mm型号的注浆锚杆，间排距为800×1600mm;Φ29×8300mm型号的高强度中空注浆锚索，间排距为1000×1600mm。配合高强无机注浆料MZM-70，与原施工锚杆和锚索插空布置，实现锚杆、锚索注浆后的全长锚固与围岩的注浆加固。按“5-0-5”布置。钻孔直径φ38mm，锚杆采用Z2335型树脂药卷三卷，锚索采用三支MSZ2850树脂药卷，端头锚固。

5.2 中空注浆锚杆、锚索安装及计算

（1）检查树脂锚固剂的质量，按树脂锚固剂凝胶快慢顺序将树脂药卷其送入钻孔中慢慢将其推到孔底，开动锚杆钻机边搅拌边推进将安装到孔底，达到树脂锚固剂产品使用说明书中规定的搅拌时间后，停止钻机旋转但不落钻机，等待树脂锚固剂凝固后再落下钻机，卸下搅拌连接器，完成锚索的锚固。

（2）依次安装止浆塞软管，推管、托盘、锚杆帽、锚具等，注浆锚索需用张拉机具张拉至设计要求的预紧力;停止张拉。卸下张拉机具，到此整个安装过程结束，如果成孔不好，或者钻孔成孔过大，需在止浆塞前面塞入棉纱保证封孔。

5.3 注浆泵安装调试及注浆

注浆设备到最远处注浆锚杆的位置应在10m以内并留够足够的施工空间，注浆时不得有人在注浆范围内逗留，以免顶板离层岩石脱落伤人。

（1）将注浆泵和搅拌器装配起来，连接风、水管路和注浆器。用清水将搅拌桶冲洗干净，严禁桶内有杂物、水泥硬块等。

（2）向搅拌桶内注入清水，根据一次注浆孔的数量确定水量，按水灰比1：3加入MZM-70高强无机注浆料，边加入边搅拌。注浆料须慢慢加入并不断搅拌，避免大量注浆料到入桶内，影响搅拌质量和效果，等注浆料加完后，搅拌时间不少于10分钟。

（3）根据现场实际情况配料，避免出现注浆孔还未注满就没料或者配料过多而用不完等情况发生。

（4）放料过程中，不可将注浆料的包装袋以及身体任何部位深入到搅拌桶内;搅拌机工作期间，也不得将手伸入桶内，以免受伤。

6   加固监测

井底车场重车进车线段高强锚注加固施工后，每隔20m巷道设置表面收敛监测点进行观测，每个监测断面布置5个观测点，分别监测顶板、肩窝、两帮等不同巷道部位的表面收敛位移进行矿压观测，当围岩停止变形或一个月内变形量小于50mm，方可视为有效。

结束语

与单纯采用普通锚网喷+锚索支护相比，高强锚注支护既可通过注浆加固围岩，又给锚杆/锚索提供了可靠的着力基础;既能有效地提高围岩的自身强度又能改善支护体的支护特性，使围岩承载能力得到显著提高，巷道变形量明显降低，是一种非常好的主动支护形式，它具有强初撑、急增阻、高承载的特性，能够有效地解决高应力区、断层带附近以及“三软”地层由于巷道围岩松动破碎和大变形引起的锚固力迅速衰减和丧失的难题。

参考文献：

[1]康红普，王金华，林 健.煤矿巷道支护技术的研究与应用[J].煤炭学报，2010，11（6）：1809-1815

[2]杜志军，孙国文.高应力软岩条件下煤矿巷道支护研究与实践[J].西安科技大学学报，2007，3（4）：356-358+381B15F3B32-078C-485C-9A9B-2844A6C95A66