郝晓伟

（中煤西北能源有限公司生产服务中心，内蒙古 鄂尔多斯 017200）

0 引言

随采动矿压显现愈加强烈，围岩巷道变形破坏现象频发，对采掘工作面的施工人员造成安全威胁。对深部软岩巷道，在巷道开挖后，巷道的两帮和顶部可能会出现局部应力集中区，并且由于深部围岩岩层的复杂性，会出现大范围破坏，造成破碎性“软”岩，易发生流变和大变形。文献[3]提出非连续“双壳”围岩控制理论。但对深部软岩巷道支护问题，由于影响因素过多，情况过于复杂。因此，以内蒙古某矿南二行人下山上段岩巷支护为研究对象，该位置为传统锚网索加固方式，受到复合顶板影响，巷道支护效果不佳，基于此，提出“双壳”支护方法。

1 深部软岩巷道“双壳”支护方法技术原理

南二行人下山上段为岩巷，锚网索支护方式，由于顶板为复合顶板，巷道围岩岩性较差，破坏深度较大，且中深部破坏较为连贯，围岩整体表现出较大破碎性的情况，表现的比较“软”；普通的巷道支护效果不佳，具有危险性。为了提高支护效果，采取注浆加固对围岩进行“改性”。通过浅孔进行初步形成帷幕（第一道壳），起到防渗透及初步固结的作业，深孔进行进一步加固，同时使破碎岩石完全进行胶结在一起（第二道壳），更好地承载矿山压力。通过对巷道围岩进行注浆，利用浆液胶结破碎松软岩层，填充松散岩层和空旷处，在其外围形成完整的注浆帷幕带和围岩一起共同承载矿山压力，阻止巷道周围来压造成的巷道变形。

与以往注浆支护方法相比，省去喷浆封闭巷道，利用“双壳”理论中的第一道壳（即浅孔注浆）固结、封堵巷道围岩裂隙，形成封闭的注浆空间。

2 现场工程试验

2.1 巷道地质概况

南二行人下山位于南二采区，作为采区行人通道，为采区进行服务。南二行人下山有测量点8#开始，现已施工至测量点2#。现已完成施工段约200m，巷道仍正常向前进尺。南二行人下山最大坡度22°，且巷道处于断层F57及灰岩富水地段影响，巷道顶板以上4位～5位粉砂岩结构，质地松软，遇水膨胀，巷道内现已完成喷浆区域40m，后期将继续进行喷浆施工。此段巷道需提前进行预注浆加固，重点加固区域应矿方要求暂定由永久测量点10#前10m处开始往上山方向施工100m。

2.2 支护注浆方法

首先，采用帷幕注浆方式，按深浅孔进行布置钻孔，帷幕注浆主要目的浅孔进行初步形成一道幕墙，起到防渗及初步固结的作用；其次深孔进行进一步加固同时使破碎岩石完全进行胶结在一起，更好的承载矿山压力。

检查泵及注浆管路的连接等情况打开输出阀门开始注浆暂停注浆继续注浆结束注浆用清水清洗泵和注浆管路。

注浆管连接顺序为注浆实管+封口器+注浆花管（从外到里），原则上注浆管的安装长度要比注浆孔深度短500mm～1000mm。

注浆标准为以巷道表面漏浆较大时停止或者注浆压力达到设计值并稳定在设计值时停止。

注浆顺序为此次注浆原则上依次成排进行施工，先帮后顶，先下部后上部的方式进行施工。对每一排注浆可隔排注浆，隔排打眼；先初注，后复注，间歇式反复注浆的方式；注浆前须在注浆管口安装泄压阀及截止阀配合使用，单孔注浆完成后要先进行泄压再进行换孔，在发生漏浆时要及时关闭截止阀。

注浆材料严格按水灰比配制，并搅拌均匀。注浆过程中应注意压力不可过高，如出现异常，应降低注浆压力。

注浆量为原则上注满为止，当达到注浆压力上限或者漏浆难以封堵时，停止注浆，注浆过程中应反复间歇式注浆。

注浆材料：浅孔注浆材料为JDAQ-4型无机充填加固材料初凝快、微膨胀、高渗透、高流动、高强度。深孔注浆压力控制在3MPa～5MPa，水灰比按0.3∶1进行调配，A、B组份使用配比（质量）1∶1。

深孔注浆材料为JD-WJF-1型无机加固材料为微膨胀、高流动性、高强度。深孔注浆压力控制在6MPa～10MPa，水灰比按0.3～0.45∶1进行调配。

2.3 钻孔布置及参数设计

在测量点10#位置处开始施工第1排钻孔，往上山方向依次施工，钻孔排距均为4.0m，共计25排，如图1（a）所示。每排孔帮部从上至下标记为1#，2#，3#孔，面向迎头顶板钻孔由左至右标记为1#，2#，3#孔；顶板每排布置3个钻孔，在巷中布置一个，角度控制在0°～5°；两侧各一个，孔距为1.6m，角度分别为20°；孔深均为4.0 m。具体参数见表1。帮部钻孔，高帮每排布置3个钻孔，由上至下标记为1#，2#，3#孔；1#孔上行60°，2#孔间距1.0m，上行30°进行施工；3#孔间距1.0m，0°施工；孔深均为4.0m。低帮每排布置2个钻孔，由上至下标记为1#，2#孔；1#孔上行45°；2#孔间距1.5m，上行15°进行施工；孔深均为5.0m。

图1 注浆孔布置示意图

表1 钻孔参数

深孔与浅孔间隔进行施工，如表1所示，深孔与深孔排距为4.0m，浅孔与深孔排距为2.0m。待浅孔施工一段距离，即30m～50m再进行施工深孔，深浅孔交替进行施工。深孔与浅孔参数基本一致，深孔钻孔深度为6m，封孔深度控制在4.0m，其余不变。浅孔共计施工25排，每排8个孔，合计1200 m，如图1（b）所示。深孔注浆压力控制在6MPa～10MPa，水灰比按0.3～0.45∶1进行调配，保证注浆效果。深孔打眼可采用锚杆钻机进行施工，孔径28mm/32mm。深孔原则上采取成排布置，现场施工时根据注浆情况可适当调整。

浅孔使用JD-WJF-4型加固材料，具有良好的抗水性，凝结时间较快，高抗压性等优点，深孔使用JD-WJF-1型加固材料，具有良好耐压，凝结时间较快，高抗压性等优点。通过浅孔进行初步形成第一道“壳”，起到防渗透及初步固结的作业，浅孔注浆巷道长度100m，注浆孔排距4m，共计25排，每个断面8个孔，孔深4m，使用JD-WJF-4型加固材料。深孔进行第二步加固，同时使破碎岩石完全进行胶结在一起，形成第二道“壳”，深孔注浆巷道长度100m，注浆孔排距4m，共计24排，每个断面8个孔，孔深6m，使用JD-WJF-1型加固材料。

3 支护效果考察

巷道支护工作完成后，为检验支护效果，设立对比试验，巷道10点17m～80m，长度63m，未进行注浆，作为与注浆巷道效果对比巷道，并对巷道围岩总变形量和巷道围岩十字位移情况进行了为期2个月的跟踪观测，结果如图2所示。

图2 支护效果对比研究

从图2可看出，深浅孔双孔注浆支护方法对巷道支护工作效果明显，基本为出现围岩变形。相比对比试验来说，巷道围岩总变形量变化值为750mm，掘进后巷道变形严重，因此需要加快推广使用深浅孔“双壳”支护方法。

4 结论

该文根据深部软岩“双壳”支护理论，提出了软岩巷道“双壳”支护方法。浅孔进行初步形成幕墙，起到防渗及初步固结的作用，深孔进行进一步加固，同时使破碎岩石完全进行胶结。在内蒙古某矿南二行人下山上段岩巷支护中应用，通过对比试验考察支护效果发现，采用深浅孔“双壳”支护方法后巷道基本不发生变形，支护效果良好，为解决深部软岩巷道支护难题提供了一种新的思路。