高应力巷道交叉点多重支护技术在林西矿应用

摘要：林西矿11水平电车道与1102皮带机尾检修道交叉点位于12煤层底板岩层之中，受上部采空区动压影响，该交叉点抬棚U型钢插梁与对棚子变形，致使巷道有效断面减小，已无法满足支护与安全使用要求。若采用注浆+锚索+托改抬棚支护方式，即确保了施工安全，又增加服务年限，减少再次维修投入，可取得良好的经济效益。

关键词：应力 围岩 加固 支护

11水平电车道与1102皮带机尾检修道交叉点属于11水平进风、运输、行人的重要咽喉。该交叉点原抬棚顶部属于冒落破碎带，受上部1093采空区影响抬棚插梁弯曲下沉，棚子倾斜扭曲变形。若采用传统的“刷梁道穿插梁”改抬棚方法，首先要扩大抬棚跨度，增加抬棚承载能力；其次传统的改抬棚方法对破碎顶板难于控制，易出现造成冒落事故；再次刷梁道响炮施工时，对围岩造成应力重新分布，减少了抬棚服务年限，增加安全维修投入。

1 地质条件

12煤层底板以泥岩为主，厚度0.35m～0.40m，平均0.39m，岩层节理发育，脆而易碎，围岩易发生冒落或片帮。

2 工程概况

11水平电车道与1102皮带机尾检修道交叉点巷道底板标高-840m，原抬棚东西布置，跨度5.1m。抬棚使用8组29U 6.1m型钢插梁，每组使用两根3.8m插梁搭接1.5m，对棚子使用29U 10.5m2可缩性拱形支架。

针对该交差点抬棚应力变形特点，先对原抬棚顶部破碎围岩采取打眼注浆，对破碎围岩进行固化。注浆前先用锚杆机垂直顶板打10个锚杆孔，深度不小于3.0m，共4排，排距为2.5m。其中第一排和最后一排各打两孔，间距为1.5m；第二、三排各打三孔，间距为1m布置。

注浆使用ZBQS煤矿用气动双液注浆泵对巷道顶部进行固化注浆，注浆料采用1：1比例的优乐加固Ⅱ号化学浆液。

顶板固化后，再由东往西对原抬棚段套修施工，套修使用特制29U 10.5m2可缩性拱形支架（棚腿加长300mm），棚距600mm。原抬棚段套修完，原抬棚回撤后，再使用φ22mm×8000mm高强锚索对抬棚段加强支护。

新抬棚从抬棚北侧锁口棚西帮开始往东架设，跨度为4.5m，使用16根长度29U 3.5m型钢插梁，2根插梁并一组，新抬棚两侧对棚子使用29U 10.5m2拱形支架。新抬棚棚完后，对抬棚顶部进行接顶背实，并将新抬棚北帮棚子棚腿回撤。

3 支护工艺流程

打注浆孔→巷道顶部注浆→刷大套修→回撤原抬棚→打锚索眼→安设锚索→架设新抬棚→回撤棚腿

4 安全技术措施与支护分析

4.1 打注浆孔 打孔前，先对原抬棚采取找掉加固措施，局部背板折断漏矸处重新进行插背。在原抬棚两端对棚子棚梁下、抬棚插梁中间距离两端对棚子1.7m处分别打设直径不小于120mm红松点柱。

打注浆孔时，操作人员要检查锚杆机等各零部件是否完好，风压、水压符合锚杆机要求，发现有问题及时维护处理。

使用锚杆机打锚杆时，必须二人操作，不准带手套，衣袖口扎紧，一人把紧锚杆机的操作手把，另一人握住锚杆机的机体把手并给钎子定位，防止锚杆机移位，操作人先给风待钻进30-50mm后再给水，给风时要用力均匀防止断钎伤人。

4.2 巷道顶部注浆 使用注浆泵注浆前，检查注浆管路是否有杂质，以保证气源的清洁，各部件安装正确可靠。

拌料时，两种原料分别使用两个拌料缸，严禁混用。

注浆中要观察出浆压力表、各浆液的混合比、泵活塞的运动速度。随时观察料桶，看吸浆比例是否正确，如比例不对，将速度快的注浆缸的进浆管处阀门关小些，增加吸浆阻力。

4.3 刷大套修 使用29U特制10.5m2拱形棚子，按照由东往西对原抬棚段进行拆刷，每次只准拆刷0.7m，减少控顶距离。

4.4 回撤原抬棚 原抬棚回撤时，检查原抬棚下点柱打设是否牢靠。再按照从顶到两帮逐根回撤插梁，最后回撤两端对棚子。

原抬棚回撤松解卡缆时，设专人观山，单人单侧进行，严禁身体正对螺母，以免崩出伤人。

4.5 打锚索眼 锚索眼按照“T”字形布置4根在巷道正顶位置，索眼间距3m。眼深度不小于7.7m。

4.6 安设锚索 用锚索将5卷锚固剂推入钻孔底部，然后把锚索尾部六方直接插到锚杆机输出轴上，开动锚杆机，边搅拌边推进至锚索安装到钻孔底部。

待锚固剂固化后，装上橡胶塞、托盘、锚具，采用φ22张拉机具张拉锚索至10T进行预紧。

4.7 架设新抬棚 在原抬棚北帮锁口棚西帮开始，先棚好东、西两侧对棚子，其高度不小于2.9m，对棚子之间使用拉条连接，并与相邻棚子使用8#铅丝或绳头捆绑牢靠，防止倾倒伤人。

上插梁高度不够时，打好牢固的脚手架。穿插梁时，现场由班组长统一指挥，人员不小于5人共同操作，喊齐口号。

4.8 回撤加长腿 新抬棚插背完毕后，将抬棚北帮棚子加长的棚腿回撤，棚梁长出的部分锯掉。

5 结论

针对该巷道交叉点采用“注浆+锚索+托改抬棚”的多重支护，①对巷道顶部冒落破碎带进行注浆固化，保证破碎矸石块固结，有效控制顶板冒落；②增加交叉点巷道围岩岩体自承能力，大大增加巷道支护强度；③缩小新抬棚跨度，减少自身受力变形；④减少巷道后期维修材料、设备、和人工费用的投入，降低维修难度，延长巷道服务年限。

参考文献：

[1]李建民.加固技术在破碎顶板套修施工中应用[J].煤炭科技， 2013（3）：98-99.

[2]余传习.U型钢支架抬棚的应用[J].煤炭工程，2005（10）：32-33.

[3]张成军，吴拥政等.应力异常区软弱顶板巷道全锚索支护技术[J].煤炭科学技术，2012（6）：8-11.

作者简介：

张伟（1985-），男，陕西宝鸡人，2009年毕业于西安科技大学，现任唐山开滦林西矿业有限公司开拓主管工程师。