二次支護技術在軟巖巷道中的應用

張兆橋

（中煤能源新疆鴻新煤業(yè)有限公司，新疆 呼圖壁 831200）

0 概述

葦子溝礦回風上山聯(lián)絡巷在施工中，由于在穿B6煤層及B6煤層底板泥巖。煤質較軟且容易破碎，煤層頂板泥巖為褶曲構造，礦山壓力突顯，煤炮頻現(xiàn)?；仫L上山聯(lián)絡巷在完成錨網(wǎng)噴支護后，巷道沿煤巖結合處壓力較大。頂部、肩窩及兩幫幫體斷裂相錯相對發(fā)生位移，底板鼓起，巷道變形嚴重，直接影響了運輸、行人及通風安全。

1 二次支護

巷道開挖后，圍巖由三向應力狀態(tài)變?yōu)槎驊顟B(tài)。在施工給予初次支護后，圍巖由于彈性能和塑性能的作用，產(chǎn)生膨脹壓力，進行應力的重新分配，從而重新達到新的三向應力平衡狀態(tài)。在此階段巷道圍巖變形量較大，達到一定程度而初次支護阻力無法繼續(xù)維持巷道圍巖應力平衡時，巷道就比人受到破壞，此時必須進行二次支護，提供新的支護阻力，否則巷道變形到一定程度便會發(fā)生片幫冒頂現(xiàn)象。

1.1 支護方式確定

鑒于該巷道變形嚴重，且有大面積的片幫和冒頂現(xiàn)象，擬采用錨索、U29型鋼聯(lián)合支護方式，即首先處理片幫冒頂部分，然后刷擴至設計架棚支護尺寸，支護時嚴格按照原有支護設計施工兩肩窩加固錨索，使用等級強度為C25的噴射砼進行初噴；最后由外向里架設U29型鋼拱形支架。

支架拱頂、幫之間覆蓋雙層鋼筋網(wǎng)，兩棚左右肩窩各補打錨索進行加強支護，然后使用水泥背板搭接鋪實，頂部打井字垛用背板與頂板接實、背牢，金屬網(wǎng)與巷壁之間有縫隙地方使用木楔背牢；幫部采用花背，最后進行噴漿按巷道設計規(guī)格成巷。

1.2 支護參數(shù)確定

①錨索及鋼板：錨索選用Φ17.8×8300mm的1860級鋼絞線；每根錨索采用4卷樹脂錨固劑錨固，CK2335，錨固長度為1.4m，錨索外露長度不大于300mm，預應力≥160kN。鋼板采用300×300×16mm的鋼板。

②支架使用U29型鋼制作，棚腿下端焊接鋼板，防止棚腿受壓下沉，規(guī)格為 200×200×10mm 鋼板。

③套棚采用單棚，棚距中-中800mm，支架間采用5根拉桿連接（采用20#圓鋼制作）。接茬搭接長度500mm，每個搭接部位采用3付U型卡配以M24mm螺絲固定。棚腿深入底板以下200mm，棚與棚之間采用定位筋連接，每段鋼棚之間為5根定位筋，鋼棚接頂密實，空隙用鋼筋水泥背板花背，水泥背板規(guī)格為1000×120×60mm。

④鋼筋網(wǎng)采用Φ6.5mm的圓鋼焊制，網(wǎng)片規(guī)格為1800×1000mm，網(wǎng)格為100×100mm,網(wǎng)要壓岔搭接,搭接長度為100mm，相鄰兩塊網(wǎng)之間要用14#鐵絲連接，連接點要均勻布置，間距200mm。

2 施工方法

（1）提前設置好中腰線，對巷道寬度不夠的地段，要用風鎬進行擴幫、拉底。

（2）施工時，要由外向里逐架進行，按中腰線架設，先挖好兩幫腿窩，腿窩深度200mm，立棚腿、背幫、背頂、打撐桿。挖腿窩時要找準腿窩位置，邊挖邊量，深度達到設計要求，上梁、立棚腿時做到動作一致，要有專人照看安全，棚梁上好后，檢查棚子中心是否符合設計要求，如有不符立即處理好再進行固定，打好撐桿。

（3）支架頂、幫部采用鋼筋網(wǎng)覆蓋，再用鋼筋水泥背板花背，背頂、背幫，背幫時遇有超挖、欠挖的地段，要先進行處理，再用水泥背板背實。

（4）架棚段兩端頭各三架棚采用錨桿和加板組合固定防倒。在支第一架棚時，要有專人扶好棚梁、棚腿，待支起第二架棚，背實頂幫，確保安全后，方可松手。

（5）全部支架架好后，再一次性按設計尺寸噴漿成巷。

（6）施工順序：刷擴兩幫、拉底→進行補打錨索、初噴封閉→放線→立棚腿、棚頂→背幫、背頂→打撐桿→噴漿成巷

3 支護效果

采用錨索、U型鋼聯(lián)合支護技術對葦子溝礦回風聯(lián)絡巷進行維修加固后，有效地控制了巷道的頂板下沉和兩幫的內移變形，形成了有效的組合平衡拱，為下步施工集中回風上山提供了安全保障。

4 軟巖掘進巷道頂板控制措施

4.1 控制頂板的必要性

在軟巖巷道掘進過程中，及時控制頂板是一件十分艱難的過程，由于掘進過程中，軟巖冒落無裂縫、無聲響，隨時都有掉落的可能，給施工人員安全造成較大的危害；積極控制頂板是解決安全施工的必須條件，在此期間我們采取了多種方法進行頂板控制施工。

4.2 保護頂板增加頂板圍巖的自承力

實踐證明：最有效的方法是盡可能的采用光面爆破來掘進巷道，用錨噴方式進行支護，以最大限度地保持圍巖的完整和穩(wěn)定性，減少上覆巖層的松弛壓力和對圍巖原巖應力狀態(tài)的擾動，充分調動圍巖頂板的自承能力，使圍巖與支護共同承載。

4.3 控制軟巖流變，保持支護長期穩(wěn)定

在軟巖巷道掘進時都強調頂板松軟，要求“短掘短砌”巷道掘進后立即進行永久支護，此時軟巖因流變膨脹發(fā)生變形，使剛性支護沒有達到強度前就破壞了，對于軟巖巷道要求及時支護達到封閉圍巖，避免圍巖風干吸水膨脹，仰制圍巖流變的擴大是很必要的，此時，最好采用錨噴技術進行臨時支護然后利用巷道收斂變形，圍巖壓力和支護結構的相互作用，隨找適合允許的臨時支護變形范圍內進行永久支護的最佳時間。

4.4 錨網(wǎng)、噴U型鋼支架聯(lián)合支護的應用

在掘進爆破施工采用縮小循環(huán)進度，超前撞楔法進行支護及時控制頂板的冒落；然后進行錨網(wǎng)支護控制頂板，加大錨索支護密度控制頂板，在錨網(wǎng)支護結束后立即進行噴漿封閉，避免巖石風化吸水膨脹；在漿體的外圍架設U29鋼拱型支架進行永久支護，支架架設時，兩幫各留有200mm壓力釋放緩沖區(qū)，使用軟巖（煤）部分充填，此種聯(lián)合支護的方法使用后有效的解決了軟巖巷道支護變形大的問題。

5 總結與體會

（1）與一次成巷不同的二次支護，有其合理的科學依據(jù)，根據(jù)現(xiàn)場實際發(fā)生的情況，可以選用錨桿、錨索、架棚等不同方式的聯(lián)合支護方式。

（2）對動壓巷道維修盡量選在動壓來臨之前，對可能受到動壓影響的巷道進行維修加固，不僅可以節(jié)約大量人力物力，而且巷道抵抗動壓效果更加明顯。

[1]王仲榮.錨噴聯(lián)合支護技術在動壓巖巷維修中的應用[J].河北煤炭，2005（05）.

[2]葦子溝煤礦改擴建初步設計說明書[Z].2011.