巷道底鼓锚注加固技术应用

路志国

摘 要：六采区轨道下山巷道产生严重底鼓变形，设计采用巷道底板锚注加固方案，让底板组合锚注锚索形成有机的联合支护体。结果表明，现场注浆加固效果显著，能够有效控制巷道底鼓变形加剧，保证巷道满足安全生产使用。

关键词：底鼓;锚注;轨道下山

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.17.048

随着开采深度逐年增加，巷道围岩的压力越来越大，地压显现剧烈，巷道底鼓严重，严重影响了巷道的安全使用[1-4]。

1 采区概况

六采区轨道下山主要担负采区辅助运输及进风任务，采区轨道石门自南翼轨道大巷开门后按4‰上坡施工约790m，见3上煤后按12°下山穿层掘进施工，在-738m标高处变平，轨道下山斜长380m。

2 采区水文地质

根据岩性、含水介质特征及地下水类型，六采区内主要含水层自上而下可划分为：第四系砂层、砂砾层孔隙含水层，侏罗系上统蒙阴组砂岩孔隙裂隙承压含水层，二叠系山西组3上煤顶、底板砂岩裂隙承压含水层，石炭系太原组第三层灰岩、第十下层灰岩岩溶裂隙承压含水层，石炭系本溪组第十四层灰岩岩溶裂隙承压含水层，以及奥陶系灰岩岩溶裂隙承压含水层。

本区在开采上组煤时，主要充水源为3煤顶板砂岩水和上侏罗统红层水，前者为直接充水含水层，后者为间接充水含水层，但在局部地段红层也可能成为直接充水含水层采区内开采上组煤时，水文地质条件属中等类型。另外，考虑采区生产过程中消防洒水、注浆等因素影响，六采区上組煤开采时，采区正常涌水量为180m3/h，采区最大涌水量为300m3/h。

3 底板锚注设计

针对这一情况，为控制巷道底鼓，参考相关工程背景及文献资料[1-3]，采用底板锚注加固。总体方案：首先对轨道下山巷道底板进行浅部6m的预注浆，然后再对6m外的底板深部进行打锚索孔及深部注浆，安装组合锚索。依据锚注联合加固支护原理，及时对顶帮实施锚杆、锚索、注浆加固，与底板组合锚注锚索形成有机的联合支护体。

3.1 浅部预注浆钻孔布置参数

浅部预注浆钻孔间隔式布置，排距2.5m，每排2个孔，距帮0.7m，钻孔直径为Φ80mm，孔深6m。

3.2 组合锚索布置

参照巷道规格、底板岩性，确定钻孔参数，根据支护体要抵抗底板地应力大小的要求，选取三根锚索组合。采用间隔式布置，两侧孔每排2个，排距2.5m，距帮0.6m;中间孔1个，中间孔位于两排两侧孔中间，在巷道中心线上;深部注浆孔布置与此相同。锚索钻孔孔径为Φ80mm，锚索其破坏荷载为1050.0KN。锚索布置示意图如图1所示。

3.3 注浆

根据岩层资料及扩修拉底情况，底板浅部已严重破坏，在钻孔作业时很难成孔，设计浅孔注浆压力为2MPa，深孔注浆压力设计为5MPa。

目前煤矿使用的525#水泥最大粒度为0.085mm，由于煤矿的松动圈裂隙大、深，且525#水泥的凝结时间长，注浆时浆液沿裂隙向远处扩散。这样，有充分的浆液扩散于松动圈的每个裂隙中，达到加固围岩的效果。因此，注浆时选用525#水泥。

4 效果分析

注浆支护后，经过1个月的巷道底板变形观测，1个月时间内底板底鼓量总计为25mm，其围岩变形趋势得到明显抑制，破碎岩块与水泥浆液已固化为一体，对维持巷道稳定性起到了重要作用。对六采区轨道下山底板进行钻孔窥视观测如图2所示，通过钻孔窥视可知，巷道底板1m浅部范围内，岩石破碎，裂隙发育，离层明显;底板1m-3m范围内，裂隙不发育，未见明显离层。底板锚注效果显著，巷道底鼓变形得到控制，减少了工人的劳动强度。相比之前的平均3个月要进行一次清底修复，通过底锚注浆加固后，未产生严重的底鼓，未做过重新修复，巷道能够满足安全正常使用。

5 结语

有关岩层资料及扩修拉底情况显示轨道下山底板浅部已严重破坏，通过底板锚注加固，加上锚索的支撑力，从根本上解决了松动圈的问题。底板锚注加固技术是解决底鼓问题的有效手段，以期达到延长巷道服务周期，减小巷修工作量，争取巷道少维护或免维护的目的，这对于保证生产安全，降低巷道维护费用，改善井下施工作业环境，降低企业生产成本以及保持矿井高产高效具有重要的现实意义。

参考文献：

[1]刘涛.高地应力条件下巷道底鼓治理支护技术研究[J].煤炭与化工，2016，39（06）：1-4.

[2]杨富强.深井软岩巷道底臌治理锚注联合加固技术研究[J].山东煤炭科技，2017（10）：29-32.

[3]陶文斌，马海峰，罗勇.深井高应力中央运输石门锚注修复技术[J].煤炭工程，2015，47（08）：54-56.

[4]胡长江.锚注联合加固支护体系在巷道扩修中的研究与应用[J].中国矿山工程，2016（01）：55-59+70.