岩巷修护技术分析及应用

岩巷修护技术分析及应用

曾道凯

淮河能源控股集团煤业公司朱集东煤矿 安徽淮南 232001

摘要：煤矿生产中由于压力等影响，巷道会产生底鼓、冒顶及片帮等巷道破坏的常见现象，给煤矿的安全生产带来严重威胁。本文通过对巷道变形的形成的原因分析，提出了相应防治巷道变形的措施，有利于在煤矿生产中更好的控制巷道稳定性，减少巷道破坏变形，保证安全生产。 关键词：岩巷；修护；技术；分析

巷道由于受回采或者说掘进的影响，使得围岩应用力状态发生很大的变化，同时，在维护过程中，围岩的性质也会发生变化，如两帮岩体与顶底板之之间的变形，或者向巷道内移动，又或者是底板向上隆起的现象。巷道受压力影响破坏主要表现为：巷道两帮及拱顶喷射混凝土浆皮开裂、脱落；交岔点牛鼻子压碎、喷射混凝土浆皮开裂巷道底鼓，个别处轨道变形

1 原因分析

1.1 地质条件

围岩性质和结构对巷道变形起着决定性作用，底板岩石的坚硬程度和厚度，决定着底臌量的大小。 1.2 地压较大引起围岩变形

巷道开掘后周边围岩产生应力集中，当围岩周边应力超过岩体强度极限时，巷道围岩首先产生破坏，导致巷道两帮及拱顶喷射混凝土浆皮开裂。由于喷射的混凝土不与围岩同步变形，联网部位为最易开裂部位。

1.3 施工工艺及质量

光面爆破时，炮眼参数不合理，爆破松动圈扩大，打锚杆挂网时锚杆角度不合适，铺网后网边搭接处未加补锚杆压网边，喷浆时喷射混凝土配合比不当，沙子中含土量大，喷射混凝土养护不足。加上喷层厚度不一致。致使岩体受压开裂。

2 巷道修复原则

针对以上矿井巷道破坏现象现提出不同情况的修复方案。岩巷,刚开始受压变形的巷道，需要时间让巷道进行自然压力释放。待压力释放一段时间后,再进行人工修复；岩巷已受压变形，喷浆层开裂的巷道，需进行人工修复；巷道变形及人工修复期间，每天需安排专人对发现巷道两帮及拱顶喷射混凝土浆皮开裂的巷道进行检查清理，清理已开裂的浆皮，防止脱落伤人及影响运输。

3 巷道变形的修护技术

3.1 巷道两帮及拱顶喷射混凝土浆皮开裂修复

首先，将开裂的浆皮用风镐剥离或者将浆皮敲碎，露出围岩，剥离混凝土后露出金属网，将其边缘部分贴近围岩，增加锚杆（锚索）固定。如围岩并不是非常破碎可隔几天后喷浆。如围岩较破碎可采用初喷保护隔一段时间复喷加固。喷射混凝土材料配合比为：水泥：砂子：石子：增强剂＝1:2:2：0.1，石子粒径5—10mm。

其次，开裂处浆皮及其破碎，剥离后金属网断裂破坏无法继续使用的情况下，可重新铺设金属网配合锚杆（锚索）将破碎处锚网喷修复。喷浆使用初喷复喷的方案进行。重新铺设金属网配合锚杆将破碎处锚网喷修复可防止喷层开裂，增加喷层的抗拉和抗剪强度。

最后，锚杆采用Φ22mm×2500mm左旋螺纹钢锚杆，锚杆间排距按700×700mm控制.锚索采用Ф22mm钢绞线加工，长度为6300mm，锚索间距为2000mm，必要时加钢带(12#槽钢加工制作)增加支护强度。

3.2 巷帮喷射混凝土浆皮开裂及外鼓的修复

巷帮外鼓量不大时，并且不影响巷道净宽，可在巷帮补打锚杆或者锚索约束限制巷帮继续外鼓。增加锚索加强支护只限于巷道肩窝处开裂外鼓。巷帮外鼓并且浆皮开裂时采用在巷帮补打锚杆加强支护。

当巷帮外鼓并且浆皮开裂时，不影响巷道净宽，可以在开裂处补打锚杆锚索约束限制开裂。先用风镐将开裂的喷射混凝土浆皮清理干净，再重新打锚杆挂网支护，进行二次喷浆维护。增加锚索加强支护只限于巷道肩窝处开裂外鼓。巷帮外鼓并且浆皮开裂时采用在巷帮补打锚杆加强支护。

外鼓量较大影响巷道净宽的，需要刷帮重新进行锚网喷支护。采用锚网喷二次支护时，锚杆采用Φ22mm×2500mm左旋螺纹钢锚杆，锚杆间排距仍按800×800mm控制。锚索采用Ф22 mm钢绞线加工，长度为6300mm，锚索间距为2000mm，锚索托盘采用蝶形托盘。

3.3 交岔点牛鼻子受压破碎的修复

由于交岔点牛鼻子处巷道断面大，受到拱顶及肩窝大面积压力，故牛鼻子受压破碎。

破碎不是太严重时，用锚杆穿过牛鼻子两侧加托盘固定，限制其继续破碎。锚杆间排距按900×900mm控制。

破碎较严重且无法简单修复时，将交岔点牛鼻子上方及交叉点增加锚索固定，锚索采用Ф22mm钢绞线加工，长度为6300mm，锚索间距为2000mm，锚索托盘采用蝶形托盘。下方牛鼻子破碎地段破除，支设模板浇筑混凝土，有必要时加Φ12mm或Φ14mm钢筋加固。浇筑混凝土采用C30混凝土，其配合比为，水泥：砂子：石子＝1:1.2:2.5,石子粒径5—20mm。

3.4 巷道底鼓的修复

巷道底鼓，底鼓量不大时，起底至设计高度。底鼓量较大时，影响巷帮拱顶的稳定，可以考虑在巷道底板打锚杆固定底板或做反底拱以加强支护。

3.5 采区巷道受压变形的修复

采区巷道基本上是沿煤层顶板掘进，与矿井大巷相比，修复相对容易。就目前而言，采区巷道受压变形主要表现在一煤运顺工作面内。一煤运顺因沿煤层顶板施工，其顶板为复合型顶板，靠煤层一层厚0.8~1.0米为灰色粉砂岩，节理发育。巷道开掘后，受压呈碎块状，极易脱落。在已掘进的巷道中，局部未破掉0.8～1.0米厚灰色粉砂岩的巷道，顶部受压变形严重，岩层吊包下沉。而破掉0.8～1.0米厚灰色粉砂岩的巷道相对稳定,无变形.对此类变形巷道的修复方案是,首先在变形段巷道内支设一梁二柱棚维护.棚梁采用11#矿工钢或∏型钢梁,棚腿采用单体液压支柱或圆木.维护好后,在不影响巷道正常掘进的前提下,从后往前开始进行挑顶,将现巷道顶板吊包下沉的0.8～1.0米厚灰色粉砂岩破掉或将网剪开放掉,重新打锚杆(锚索)挂网进行支护.

4 结束语

总而言之，矿山开采中的底鼓现象由于井巷未开采前处于一定的原岩应力场中，开采破坏了原岩应力的平衡，地应力向开挖空间释放或者向其他地方转移所导致整个围岩的稳定性缺失，最终影响到开采效益。为此，必须要重视巷道变形现象，采取科学有效的防治方法，确保岩体的原岩应力，避免在岩石地应力的作用下，巷道或采场等变形现象的发生。 参考文献：   ［1］孙利辉，杨本生等．深部巷道连续双壳加固机理及试验研究［J］．采矿与安全工程学报，2013（5）：686－691．   ［2］刘泉声，刘学伟等．深井软岩破碎巷道底鼓原因及处置技术研究［J］．煤炭学报，2013（4）：566－571．   ［3］柏建彪，李文峰等.采动巷道底鼓机理与控制技术［J］．采矿与安全工程学报，2011（1）：1－5．

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[5] 徐永圻.煤矿开采学[M].徐州：中国矿业大学出版，1999.

[6]李夕兵，何涛，姚金蕊，马春德，何忠国.加固底板控制软岩巷道底鼓数值模拟和现场试验[J].科技导报，2011，(34):31-36.