深井大断面硐室支护技术实践

陈 兵 陈金锁 方武松

(1.国投新集能源股份有限公司口孜东矿，安徽阜阳 236153;2.国投新集能源股份有限公司新集一矿，安徽凤台 232172)

1 工程概况

中央(13-1)采区轨道上山绞车房硐室荒断面71.01 m2，净断面69.52 m2，主要在13-1煤层底板泥岩、砂质泥岩层中施工，局部岩层较松软，构造裂隙发育，局部岩层较破碎。经研究，该硐室采用锚网索喷支护。

2 永久支护

2.1 巷道断面形状及规格

断面为直墙半圆拱形断面，拱基处净宽11 m，墙脚净宽11 m，净高7.5 m，净断面积 69.52 m2，设计喷厚 70 mm，掘进断面积71.01 m2，墙高 2.0 m。

2.2 永久支护形式

1)锚网索支护。锚杆间排距700 mm×700 mm，锚索间排距为1.5 m×1.4 m。锚杆每排34根，锚索每排11根，M5钢带沿巷道走向布置，压在锚索垫板之下，共11排。施工中帮部锚杆滞后迎头不超过6排，锚索滞后迎头不超过10 m。2)喷混凝土盖锚杆锚网，喷层厚度70 mm。喷混凝土强度C20，配合比(重量比)为水泥∶黄砂∶瓜子片 =1∶2.13∶2.13，水灰比为 0.45∶1，速凝剂掺入量为水泥重量的4%。3)综掘机割完岩或爆破后，绞车房施工时先喷浆，后进行锚网索支护。锚杆布置形式为五花布置，施工时按相对应的A断面和B断面交替施工，使锚杆成为五花布置。A断面施工时以正顶第一根锚杆为准向两侧按照间距700 mm布置锚杆，并在两侧第8根和第9根锚杆之间增加1根锚杆，补打锚杆间距均为350 mm。B断面施工时以巷道中线为准在中线两侧各350 mm处开始施工锚杆，并在正顶以及第8根和第9根锚杆之间增加1根锚杆，补打锚杆间距均为350 mm。

2.3 循环进尺

正常情况下采用戴帽点柱做临时支护，采用综掘机掘进时每循环施工两排，循环进尺1.4 m，最大控顶距不超过1.6 m;采用放炮掘进时，每循环施工三排，循环进尺2.1 m，最大控顶距不超过2.2 m。岩性差时经有关部门现场鉴定后采用超前钢筋做临时支护。

2.4 永久支护材料

1)锚网索支护材料:锚杆采用左旋无纵筋专用Ⅱ级高强螺纹钢锚杆，规格为φ22 mm×2 500 mm;锚杆托板采用厚10 mm钢板加工成碟形墩窝托板，规格为长×宽×厚=120 mm×120 mm×10 mm;锚网采用φ6 mm钢筋焊制，规格为长×宽=2 000 mm×1 000 mm，网孔规格为100 mm×100 mm;钢带采用φ12 mm圆钢焊制H形钢带，规格为3 000 mm，2 500 mm和1 600 mm三种;M5钢带采用厚5 mm的Q235型钢板加工钢带，规格为长3 000 mm，宽190 mm，每隔1 400 mm布置一个直径30 mm的钻孔;锚索采用φ21.8 mm钢绞线加工，长度为9.3 m;锚索托板采用厚14 mm钢板加工，采用大小两块托板叠加，大托板规格为长×宽×厚=300 mm×300 mm×14 mm，小托板规格为长×宽×厚=150 mm×150 mm×14 mm;锚固剂采用MSK2850型。2)喷混凝土支护材料:水泥选用P.C32.5水泥，黄砂选用中粗砂，瓜子片选用粒径为5 mm～10 mm的碎石子，速凝剂选用JL06Q型。

2.5 支护质量要求

1)锚杆抗拔力不小于80 kN/根，锚索预应力不小于160 kN/根，锚杆螺母扭矩力不小于400 N·m;锚索必须生根在稳定的岩层中不小于2 m，否则应加长锚索长度;锚网紧贴岩壁，网间压接绑扎牢固，搭接长度符合要求;钢筋网采用锚杆(H钢带)压茬，钢筋网搭接不小于100 mm，钢带搭接100 mm～200 mm，用14号铁丝联网，联网点距不大于300 mm;墙基基础深度为100 mm，允许偏差不大于10%;巷道顶板岩层松软时，应缩小锚索间排距，锚网索喷巷道帮部未支护高度不超过1.6 m。

2)喷混凝土表面平整度不大于50 mm(1 m2范围内)，速凝剂必须随喷随掺，不得提前掺入料中;喷混凝土连续洒水养护28 d，第一周每小班洒水不少于1次，以后每天洒水不少于1次;喷混凝土应严密封实巷顶、帮，不允许出现空洞、不得出现露筋露网现象;喷浆料要搅拌均匀，搅拌次数不少于3次。

3 施工方法

1)因巷道断面较高，绞车房硐室分台阶施工，先施工绞车房硐室圆弧顶以下3.57 m，综掘机拐弯施工顶部剩余部分，并进行反刷，上部施工完后施工下部4 m，圆弧顶以上的部分全部施工支护完成后，再进行圆弧顶以下部分的排底、刷帮支护工程。

2)在施工下部之前上半部分必须支护到位，下部施工过程中裸露山前高度不得超过1.6 m，帮部高度超过1.6 m后，必须对超过部分及时进行挂网补锚杆支护。

3)采用综掘机截割下部时可先截割绞车房左半部，然后截割绞车房右半部，左右部分形成台阶处必须每班安排专人观察，及时凿掉裸露的活矸浮石。

4 顶板管理

1)加强顶板管理，每次进入工作面前，班队长必须对工作面顶帮安全情况进行一次全面检查，确认无安全隐患方可入内。

2)锚网支护时，必须由外向里逐排打齐顶板锚杆。拱部逐排打9根顶部锚杆方可进行下一排的施工，锚杆不得沿层面、裂隙面布置。每班接班后必须及时将迎头10 m内松动的锚杆垫板上紧上牢。

3)锚杆、锚索垫板必须紧固，构件齐全，锚杆螺母必须用机械或扭矩扳手拧紧，确保锚杆垫板紧贴岩面，未接触部分必须楔紧垫实，不得松动。

4)对锚杆(索)定期进行检查，对顶、帮失效的锚杆(索)应及时在旁边重新补打合格，对松动的螺母应及时拧紧，松动的锚索锁具要及时补压。

［1］何满潮，谢和平，彭苏萍.深部开采岩体力学研究［J］.岩石力学与工程学报，2005，16(4):21-22.

［2］何满潮，李国峰，任爱武，等.深部软岩巷道立体交叉硐室群稳定性分析［J］.中国矿业大学学报，2008，2(2):9.

［3］李 帅，岳喜占.千米深井大断面软岩巷道锚架注联合支护技术［A］.岩石力学与工程的创新和实践:第十一次全国岩石力学与工程学术大会论文集［C］.武汉:湖北科技出版社，2010.