复杂地质条件下破碎围岩巷道支护加固技术探究及应用

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1、复杂地质条件下破碎围岩巷道支护加固技术探究及应用摘要：以霄云煤矿1301轨道顺槽巷道工程为例，介绍了断层破碎带和髙冒区巷道支护加固技术的应用，重点说明了减小巷道掘进循环进度，放炮后及时喷射混凝土，冒顶区及时施工撞楔，帮部补打锚索及严格控制巷道高度等施工措施。通过采取以上措施很好地控制了巷道取得了良好的效果。关键词：井巷工程；断层破碎带；撞楔；支护一、概述1301轨道顺槽位于霄云煤矿一采区西侧，最近处距DF61断层(H=40~200m)91m。巷道设计为矩形断面，净宽X净高=3400mmX2800mm,

2、锚网梯支护，锚杆选用①20X2100mni左旋无纵筋细丝螺纹钢锚杆，锚杆间排距800X800mm,沿3煤顶板掘进。、巷道破坏原因分析1301轨道顺槽由于距离DF61大断层较近，巷道内次生断层异常发育，工作面岩性处于半煤岩和全岩交替状态，始终未进入稳定煤层。且受大断层拉伸、挤压等应力影响，岩石硬度差，破碎易风化，局部地区出现了倾角80。左右的断层面并含有煤粉、泥岩夹层。巷道掘进时多次出现煤炮，在很短的时间内即出现顶板下沉、两帮外凸等压力显现。巷道变形严重（见图1）,失修率较高，现有支护方式已经远远满足不

3、了围岩控制要求。三、支护加固方案优化为加强巷道支护强度，现场采用喷浆、补打帮部锚索和撞楔法过高冒区等加固措施，很好地控制了巷道围岩变形，取得了良好的效果。1•巷道断面修改为直墙半圆拱，支护方式为锚网喷（初喷）+锚索由于围岩为断层破碎带不规则的泥岩夹层，岩石破碎，自稳能力差，遇水易风化。为及时封闭围岩，避免岩石风化冒落并阻止破碎带向深部扩散，采用一掘一喷的方式掘进，围岩条件较好时先锚后喷，条件较差，破碎较严重时采用先喷后锚的方式，并严格控制迎头生产用水，避免大量水溅到围岩上，影响到围岩的物理强度。顶板岩

4、石的整体性较差，造成矩形巷道顶板易出现挠度较大的下沉，并在锚杆末端出现离层。而拱形巷道的围岩加固效果要明显优于矩形巷道，为增强巷道的力学效果，将巷道断面修改为直墙半圆拱，并在巷道正顶及两肩窝处补打锚索加强支护，在巷道前进方向上每两根锚索共用一根由11#槽钢制作的锚索梁，锚索规格为①17.8X5000mm，间排距2400X2000mm,呈“”一二一”交替迈步前进。在放炮掘进方面，釆用多打眼、少装药，短掘短支，风手镐刷大断面的方法，严格控制巷道成形。支护时尽量使用锚索机打眼，岩石硬度小时严禁用风钻，选用帮

5、部锚索机或风煤钻以减少对围岩的震动冲击。2•两帮变形移近量大时更换长锚杆，并补打帮补锚索1301轨道顺槽前620m为平均14°的下山，之后逐渐转为上山，为了满足轨道运输需要，在最低点处做一平车场。由于顶煤难留，大部分巷道都超高严重。受断层破碎带及顶板淋水影响，两帮稳定性差，围岩遇水膨胀，掘进后很短时间内即出现两帮外凸，移近量明显增大的压力显现。而且锚杆随帮部整体移动，说明破碎带已经发展到2m以外。为了加固围岩，提高围岩的自稳能力，使用长锚杆+锚索主动支护形式，对两帮加固，具体措施如下：%1锚杆长度增加

6、至2.4m并全长锚固，帮部锚索规格为017.8X3200mm,锚固剂用量不少于三棵，在帮部距底板2m位置开始打注，巷道高度大于3.5m时在第一棵锚索与顶板中间位置再增加一棵。锚索排距为2m,沿巷道前进方向每两棵锚索使用一根锚索梁。%1在出水点处设置导管引水，将水管埋入巷壁并喷浆掩盖，水直接排入水沟，避免了渗水向围岩深部扩散造成吸水膨胀的情况，同时也对淋水恶化工作环境的状况得到缓解。%1严格控制巷道高度，正常情况下保证巷道高度不大于3mo围岩加固后在现场选择5组点（每隔7m选一组）进行两帮移近量观测，通

7、过连续15天观测，变化情况如上图。通过上图可以看出，围岩加固后13天内两帮移近量逐渐增加，之后则趋于稳定，巷道总变形量在设计要求范围之内。3.撞楔法顺利通过高冒区巷道掘进至718m处时遇一落差为3.5m断层，前方煤层上抬，受断层拉伸影响断层面处巷道出现冒顶，最高处达2.Im。为了防止冒顶区扩大，及时对全断面进行了锚网喷支护。在通过冒顶区时主要采用了撞楔法，并对顶板进行特殊保护。%1在冒顶区前方的立面上画出巷道轮廓线，在轮廓线上每隔400mm向前进方向打注一棵支护锚杆，锚杆微向外张开,压上钢筋梯后上紧达

8、到预紧力。%1执行好短掘短支措施，单轮循环只掘进一排，掘完一排后立即进行永久支护，将撞楔用的锚杆托在锚网梯之外。%1加工制作拱形锚索梁，一梁三棵锚索，锚索间距1.2m,每排都紧跟锚索支护至迎头。%1每掘进两排即进行一次撞楔，直至顶板锚杆全部锚入稳定岩层为止。%1耙装作业时严禁将回头轮固定在顶板上，以防顶板额外受力下沉。四、结论与建议过断层破碎带，采用爆破法落煤岩时，要尽量少打眼、少装药，放小炮，尽量保持围岩的稳定性，降低对围岩的震动破坏。在断层中掘进，应