千米深井软岩支护技术探索

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1、千米深井软岩支护技术探索【摘要】根据深井、软弱破碎围岩巷道支护存在的问题，针对口孜东矿条件，提出巷道围岩控制的3个基本途径：强化或改善围岩，矿压控制及经济有效支护。【关键词】深井；软岩；支护技术1概述随着开采向深部发展，围岩的工程现象和矿压显现也随之趋向复杂和恶化，特别是处于膨胀性岩体、泥质岩体遇水泥化等条件的巷道，由于物理、化学原因导致岩体承载性能衰减、岩体变形较大，影响支护效果。矿井软岩变形强烈，支护难度大，一方面是由于绝对深度增大，地压升高造成的，更多是由于软、破围岩条件、采动影响、支护效能差及强度偏低等综合作用的结果。口孜东矿

2、矿井巷道围岩主要表现为碎裂和严重泥化的特点。巷道在构造应力、采动应力及其他复杂条件影响下，短期内即出现变形破坏现象，新掘巷道维护周期短，失修率高，维护工程量大，大采深高地压软岩巷道支护成为矿区安全高效开采的瓶颈技术。根据多年实践经验，单纯依靠加大型钢和支护密度已被证明是一条行不通的死路，必须建立深井复合型软岩巷道围岩稳定的控制体系，形成多种有效实用的岩层控制手段，综合治理，使巷道维护状况得到根本改善。经过多年实践，口孜东矿形成了巷道围岩控制的3个基本途径，即：强化或改善围岩，矿压控制，经济有效支护。2围岩治理2.1注浆加固改善围岩仅从

3、强化支护体强度来维护巷道，其能力是有限的。特别在软岩巷道，采取注浆加固围岩，能有效提高岩体强度，充填裂隙、封闭水源、防止围岩风化，显著提高支护效果。注浆具有先天的自优化特点，即浆液总是在软弱的破坏区最先充分渗入，浆液流动具有定向性，只要注浆钻孔在关键部位附近，浆液便可有效进人该区域，从而实现对关键部位有效加固。关键部位的有效加固将形成结构效应，大大减缓围岩的渐进破坏，并使围岩结构稳定性得到提高。在破碎松散岩体巷道实施注浆加固，可以使破碎岩块重新胶结成整体，形成浆液扩散加固拱，提高支护结构的整体性、承载能力和稳定性，强化已有的支护结构。

4、注浆也可以使普通端锚式锚杆变为全长锚固，使锚杆与围岩形成一个整体。利用浆液充填围岩裂隙，配合锚喷支护，能充分发挥锚杆的作用，大大减少失锚现象。2.2优化设计，合理选择层位选择岩性较好的层位，尽可能避开地质构造破碎带，方便施工与后期维护。如西翼采区，不在走之前掘过巷道就变形严重，然后大规模巷修的道路，而是釆取掘锚注一体化的道路，在源头上对巷道支护质量进行控制，使得巷道掘一米注浆一米，合格一米，有效的解决了巷道反复修护破坏的循环。2.3加强管理，减少围岩损坏口孜东矿通过加强施工管理，减少对围岩破坏的措施主要有以下几点：(1)加强光爆成型，

5、减少爆破对围岩的破坏。强化点炮眼管理，迎头设专人点眼，提高点眼质量。加强炮眼施工管理，严格按设计落实炮眼施工参数。认真分段装药，微差爆破，保证光爆成型。(2)严格生产用水管理，避免围岩被水浸泡。口孜东矿大部分巷道布置在含泥成分较高的软岩中，遇水易泥化、膨胀破坏，因此，在施工过程中需加强生产用水的管理。及时打水沟排水，打水沟必须先铺底，然后浇灌两帮，防止水沟漏水浸人巷道底板。对不方便或不需打水沟的巷道，釆取挖水漾子、安设水泵、接管路排水。(3)巷道出现淋水、渗水，立即查明原因，采取切断水源、注浆封堵等措施。(4)及时支护封闭，避免围岩长

6、时间裸露，减少风化破坏。3巷道支护口孜东矿的深井软岩巷道支护思路是：复合支护，分步加固，动态维护。3.1复合支护随着水平延深，开采深度加大，软岩巷道支护问题更加突出，单独采用一种支护手段很难取得预期效果。因此，必须根据具体施工条件，采用多种支护手段联合，充分利用高性能锚杆、锚索、金属支架等支护技术，从控制围岩稳定的不同方面，拓展思路，探索合理有效的支护方案。(1)强化锚杆的主动支护性能：锚杆支护的关键是：锚杆强度、初锚力和及时性。锚杆支护向超强锚杆方向发展,以实现高强度、高刚度、高预紧力和高可靠性。在选择高强度杆体的同时，要求其附件也

7、同样具有高强度和高稳定性，以充分发挥其支护效果。如超强大扭矩阻尼螺母、超强拱形托盘，同时配合大扭矩气扳机实现lOOkN的预紧力。较高的初锚力能充分发挥锚杆的主动支护能力，通过提高径向应力，改善不同形态及破坏程度岩体的力学参数，促使围岩由二向应力状态向三向应力状态转化，从而达到稳固围岩的目的。(2)套U型钢棚加强护表性能：巷道支护对围岩提供有效的支护阻力，在围岩浅部形成加固圈，控制围岩塑性区的发展，限制围岩的移动变形。这要求围岩松软破碎的巷道,支护必须实现“结构稳定，高阻可缩，需要加强支护体的护表性能。在锚网喷支护后，采取套U型钢棚，配

8、以高阻限位卡缆加固，壁后注浆充填，充分发挥U型钢良好的护表性能,实现软岩巷道的有效支护。（3）锚索、钢梁、点柱、挑棚加强关键部位支护能力:针对支护体系的薄弱环节和关键环节，采取加固措施。针对拱形断面巷道，其拱结构抗压性能