B12朱仙庄矿巷道支护现状及发展分析.doc

朱仙庄矿巷道支护现状及发展分析徐基根 黄华山 成荣发【淮北矿业（集团）公司朱仙庄矿】摘 要 通过认真分析矿井具体特点，对各种支护形式进行比较，确定巷道支护技术的发展方向。关键词 软岩巷道 支护朱仙庄矿主要开采宿东向斜结构带地层煤田。含煤地层为石炭、二迭纪，主要为二迭纪地层，以泥岩或泥质胶结的岩层为主，岩性较差。域内地质构造复杂，褶皱、断层发育。由于受多次造山运动的影响，存在有较大的地应力。一水平（-435m）实测最大应力为水平南东方向，达2023MPa，同时还受到10 MPa左右的垂直应力。在如此强的地应力作用下，巷道开掘后，特别是受到采动影响后，巷道围岩大部分受到破坏，巷道变形严重。而且，随着开采深度的增加，巷道支护将更加困难。1 现有支护形式矿井投产十多年来，开拓、准备巷道使用过多种支护形式，包括砌碹、锚喷、架U型钢棚、现浇钢筋混凝土以及它们的复合支护等。砌碹支护主要应用于特别要求的巷道、硐室，如井底车场及硐室、炸药库、水仓及区段煤仓等，适用范围小。锚喷支护在矿井基建期间应用较为广泛，主要运输大巷及部分采区准备巷道都有使用。矿井投产后，由于采区准备巷道及回采巷道的增加，开拓工程量的减少，考虑到受采动影响等因素，锚杆支护量呈下降趋势。近年来，由于树脂锚固剂及高强锚杆的推广，锚喷支护在区段巷道又有所应用。U型钢棚支护在我矿应用越来越广泛，主要为半圆拱形，在地压较大、围岩破碎的地段，也使用全封闭式。除有特殊要求的巷道、硐室或地压特别大。需要强支护外，大部分开拓和准备巷道使用U型钢棚支护。现浇钢筋混凝土支护在我矿主要应用于服务年限长、对巷道支护强度要求比较高的地段或硐室。如南翼运输系统、84下主皮带下山等各皮带机机头硐室、部分采区煤仓等。复合支护应用于跨度较大的交岔点和服务年较长或地压较大的地段或硐室，如绞车房、变电所等，主要形式为架U型钢棚+喷射（浇注）混凝土，其目的为加大支护强度。在巷道穿煤层段，为减少漏风、防止煤层自燃，也采用复合支护形式。如前所述，由于我矿地压较大、结构发育，故巷道变形、损坏严重，失修率较高。据近期矿井巷道调查结果，巷道失修率高达11.2%，失修巷道总长度超过6500m，详见下表。朱仙庄矿巷道支护概况表架棚支护锚喷支护砌碹、浇注、复合支护小计总 计（m）3752094151128558220完好巷道（m）339957962975651713失修巷道（m）3525145315296507严重失修巷道（m）1045120681233失修率（%）9.415.413.511.2由上表可以看出，架U型钢棚为我矿主要支护形式，其支护进尺占总进尺的64.4%，其次为锚喷支护，占16.2%，其他支护占19.4%。2 支护效果分析2.1 架棚支护此种支护形式适应任何岩性，可满足多种巷道和硐室的要求，具有较高的支护强度，能适应较大的巷道变形，施工技术要求较低，在我矿应用最普遍。但是，架棚支护巷道存在施工进度较慢、工人劳动强度大、不能及时支护和封闭围岩的缺点，且支护费用较高。根据测算，3.43.1（m）断面巷道及4.63.8（m）断面巷道采用架棚支护的直接费用分别为5042.93元/m和6469.10元/m。2.2 锚喷支护锚喷支护作为一种先进的支护形式，具有封闭围岩及时、适应性广、可多次复喷以调整围岩应力的优点。巷道支护成本低。根据测算，上述两种断面巷道采用锚喷支护的直接支护费用分别为3807.65元/m和4703.40元/m，均只有采用架棚支护的70%左右。但这种支护方式在我矿应用较少，究其因有：支护参数设计不合理。取值雷同。支护锚杆长度只有1600mm左右，间排距500700（mm），均采用端头锚固。喷体强度及厚度均为经验数据，缺乏科学依据。构造带、受动压影响严重、围岩强度过低等条件恶劣地段，锚喷支护后不能有效地阻止巷道变形，并对安全有一定威胁。当巷道变形过大影响使用而需修复时，原施工所用的锚杆或金属网难拆除，造成修复难度加大。光面爆破施工质量差，影响锚喷支护效果。2.3 砌碹、浇注此类支护均有较高的支护强度、对围岩有很好的封闭性，但存在支护不及时、易空顶空帮、工人劳动强度大，支护费用高的缺点。同时，采用此类支护对施工进度也有较大影响。3 我矿支护技术发展方向随着开采深度的增加，矿井地压越来越大，巷道对支护的要求越来越高。巷道支护技术应向安全、经济、合理、高效的方向发展。3.1 积极推广锚杆支护锚杆支护具有诸多优点，应成为我矿巷道支护技术发展的方向。在条件适宜的地段，如运输大巷、围岩较稳定的区段岩巷、采区上山、石门（或溜斜）等，在保证安全及便于维护、不影响矿井生产或对生产影响较小的条件下，尽可能使用锚杆支护。为此，还要做好下列工作：成立专门组织机构，负责支护参数（特别是锚杆长度、布置方式、喷层强度及厚度）的设计和更改，并对工程质量进行监督检查。对巷道变形进行观测，取得第一手资料，为巷道断面设计提供依据，根据变形量的大小，预留一定的变形空间，尽可能在巷道服务年限内不需大量维护，减少维修难度。配合架棚、铺金属网、钢带等多种形式进行复合支护，增加支护强度。提高光爆施工质量，尽量减少放炮对围岩的扰动，必要时可超前注浆加固或施工中注浆加固围岩。3.2 实施二次支护巷道开掘会引起应力重新分布，导致较大的围岩变形。一次支护后，围岩尚未稳定，故变形大，巷道断面收敛严重。待围岩相对稳定后再进行二次支护，将起到较好的效果。3.3 加强底板及帮基角管理实践证明，底板管理与巷道支护效果关系密切，多数巷道的破坏是从帮基角失稳开始。对巷道底板及帮基角可采取注浆、安设锚杆进行加固。3.4 加强地应力测试地应力状况对巷道支护影响较大，支护巷道的方位如巷道走向与所处地层最大水平应力方向垂直，则支护难度大。垂直应力大的地方，地应力对底板变形影响大；水平应力大的地方，地应力对顶板变形影响大。可根据地应力测试结果（水平、垂直应力大小、方向等），确定巷道的布置和支护形式。总之，巷道支护要满足经济、合理、安全、高效的