张钟文

（汾西矿业灵北煤矿， 山西 灵石 031300）

随着矿井采掘深度增加，掘进巷道遇到承载能力差、强度低等不稳定性岩层情况增加，巷道围岩容易出现变形严重问题，从而给巷道正常使用带来制约[1-3]。众多的研究学者对不稳定巷道围岩加固技术展开研究，其中杨永刚等综合分析采动应力分布以及围岩岩性，合理确定瓦斯抽采巷层位并采取高强度锚网索、注浆等方式对围岩进行支护，取得较好围岩控制效果；李树清等对斜岭煤矿破碎围岩巷道岩性、围岩变形特征以及控制难点进行分析，并提出使用深部、浅部综合注浆方式提升破碎煤岩体强度及稳定性，从而为巷道围岩控制创造良好条件；张继针[6]对全煤巷道围岩强度低特点，采用数值模拟技术方法对巷道掘进、采面回采期间矿压显现情况进行分析，并通过注浆锚索对煤岩体进行加固，确保了回采巷道使用安全。上述研究成果为矿井不稳定性围岩巷道支护工作开展提供了经验借鉴，文中就在以往研究成果基础上，针对山西某矿23 采区东翼胶带巷围岩破碎、不稳定问题，综合使用注浆、喷浆以及锚索等支护方法，对围岩进行控制，确保了巷道围岩稳定。

1 工程概况

山西某矿主要11 号煤层，煤层厚度、倾角分别为3.9 m、4.2°。23 采区东翼胶带巷主要用以采区煤炭运输、通风以及行人等，巷道设计掘进长度为1 530 m，断面为矩形，宽5.0 m、高3.8 m，沿着11 号煤层底板掘进。11 号煤层顶底板岩层以砂质泥岩、砂岩为主，围岩本身裂隙不发育。

东翼胶带巷采用EBZ260（B）综掘机掘进，使用锚网索支护，在巷道掘进至560 m 时受到区域地质构造影响，围岩、承载能力不足，从而导致围岩出现较大变形问题，给巷道后续使用带来较大制约。

2 巷综合加固技术

2.1 综合加固方案设计

2.1.1 巷帮注浆加固

在东翼胶带巷掘进至560 m 位置时，受到区域地质构造影响巷道围岩破碎。布置窥视钻孔对煤壁破碎情况进行探测，结构发现胶带巷巷帮煤壁破碎深度介于4～5 m 间，原支护采用的长度2.0 m 锚杆处于巷帮破碎区，从而导致锚杆支护强度显著降低，巷帮容易出现大变形以及片帮问题。为此，进行注浆提高巷帮煤体强度，以便控制巷帮变形目的。具体巷帮注加固方案：

1）在巷帮施工水平注浆孔，注浆孔布置2 排并按照“迈步”式方式布置，上排两排注浆孔间距为2.0 m，其中上排、下排钻孔与顶板、底板间距均为0.9 m；钻孔孔深均为6.0 m，间距为2.0 m、钻孔孔径42 mm，具体注浆孔布置情况见图1 所示。

图1 巷帮注浆孔布置示意图

2）注浆孔采用风钻施工，注浆材料选择联邦加固材料，水灰质量比控制在（0.6～0.8）∶1.0，当巷帮煤体较为破碎、注浆过程中漏浆严重时，可适当降低注浆浆液水灰比。

3）注浆采用专用封孔器进行封孔，封孔长度均为0.5～0.8 m；封孔完成后采用全长一次注浆方式进行注浆，注浆压力控制在1～2 MPa。

2.1.2 起底刷帮

在对巷帮注浆加固完成后，采用起底刷帮方式恢复巷道断面。具体采用人工风镐进行起底刷帮。刷帮完成后对原有锚索进行张拉，从而对巷帮进行临时支护，并配合使用网孔100 mm×100 mm 的金属网进行护帮。单次起底刷扩长度控制在2.0 m，刷扩完成后立即对巷帮锚索进行张拉，从而实现巷帮稳定。在对锚索张力过程中应注意观察顶板岩层稳定性，当发现异常时立即停止工作。

2.1.3 围岩表层喷浆

对巷道围岩进行喷浆，可封堵围岩裂隙以及降低注浆浆液外漏目的。在巷道表层喷射厚度100 mm 混凝土层，该混凝土层强度为C20。喷射混凝土中水泥、石灰、黄沙的质量比=1∶2∶2，水灰比（质量比）控制在0.45∶1.00。在搅拌混合好的混凝土中添加水泥用量4%的速凝剂，提高混凝土层加固效果。

2.1.4 锚索补强加固

待巷帮煤体注浆加固完成3 d 后，开始施工顶板、巷帮补强锚索，具体布置见图2 所示。在锚索施工过程中若顶板、巷帮锚索处于完好状态，则需要进行重新张拉，确保张拉后的锚索预紧力在250 kN 以上。

图2 顶板、巷帮锚索布置示意图

2.2 注浆加固安全措施

在胶带巷使用联邦加固材料作为注浆浆液，具体巷帮注浆加固系统结构见图3 所示。在注浆加固前应严格按照规程、制度进行围岩稳定性检查，应清除掉顶板、巷帮等位置不稳定的活矸、浮煤，确保安全后方可进行注浆加固工作。在注浆过程中应设置警戒线，无关人员严禁入内。

图3 巷帮注浆加固系统结构图

严格按照预先设计的水灰比调整注浆浆液，在水泥使用前应先用细砂进行筛分，避免大颗粒杂质堵筛注浆系统。注浆时尽量确保管路平直，减少不必要的弯曲，同时发现注浆管堵筛或者注浆压力急剧增加时，则应立即停机，待查明原因并处理完毕后方可继续施工。注浆采用间歇注浆方式，最大注浆压力不应超过2 MPa，在出浆孔位置严禁有人员站立。在注浆过程中可用道木搭设临时注浆平台，并用铅丝绑扎牢固，人员在临时注浆平台上工作时应注意脚下，避免出现意外。

3 结论

23 采区东翼胶带巷掘进过程中在区域地质构造影响下，巷帮煤体破碎、承载能力降低，巷帮在顶板压力作用下出现较大变形以及片帮等问题，给巷道后续使用安全带来较大威胁。为此，提出以注浆、喷浆、锚索补强为核心的综合加固方式对不稳定围岩进行控制。

依据东翼胶带巷实际条件，对注浆、喷浆、锚索补强施工参数进行设计，现场应用后，巷道巷帮变形量得以有效控制，其中顶板、巷帮最大变形量分别控制在20 mm、38 mm，巷道综合加固取得较好的成果。