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1、空间交叉软岩巷道支护设计与施工空间交叉软岩巷道支护设计与施工摘要摘要：针对赵固一矿煤层埋藏深、矿压显现剧烈的特点，分析了空间交叉软岩巷道支护的关键点。采用“锚网索+工钢对棚+喷浆+注浆”高强度的支护设计和高标准的施工，保证了巷道的长期稳定。巷道支护一次成功，节省了后期大量的维护费用。关键词关键词：空间交叉 软岩 支护12011 工作面为赵固一矿西二盘区首采工作面，工作面上分层回采年限预计不到两年。根据西二盘区巷道布置形式，考虑 12011 工作面通风系统，需要12011 工作面胶带顺槽与西二盘区轨道运输大巷空间交叉，一方面要解决 12011工作面通风和胶带运输问题，另一方面解决 12011 工
2、作面胶带顺槽和西二轨道运输互通问题。西二轨道运输巷位于 12011 胶带顺槽上方，沿煤层顶板布置。如何保证12011 胶带顺槽顺利从西二轨道运输巷下方穿过，同时通过对西二轨道运输巷的加固，保证巷道的长期稳定成为支护设计和施工的关键点。1 工程概况1.1 地质条件工作面煤层埋深在610620m 之间，在施工西二轨道运输巷时，巷道直接顶厚度较薄、围岩松软破碎、顶板稳定性差、掘进时有顶板砂岩淋水现象。西二轨道运输大巷与 12011 工作面胶带顺槽交叉处煤层厚度 6.2m，倾角3.5，硬度 f=12，裂隙发育。煤层顶板有薄层炭质泥岩伪顶，厚度 0.3m；直接顶为泥岩、砂质泥岩，厚度 1.2m；老顶为大
3、占砂岩，厚度 8.9m。煤层直接底为泥岩、砂质泥岩，厚度 13.8-15.3m；老底为 L9灰岩，厚度 1.8-2.8m。2 交叉巷道支护方案设计2.1 设计思路12011 工作面胶带顺槽上方西二盘区轨道运输巷为沿煤层顶板施工巷道，巷道高度 3.5m，底煤厚度 2.7m。巷道一次支护采用锚网索支护，二次支护采用U 钢棚+喷注联合支护。预交叉处未进行二次支护。12011 工作面胶带顺槽将沿煤层底板托煤掘进巷道，从西二轨道运输巷下方穿过，需破底板掘进。两巷道中线水平方向夹角 73。西二轨道运输巷西二胶带运输巷西二回风巷12011工作面胶带顺槽12011工作面轨道顺槽12011工作面交叉位置图 1
4、西二轨道运输巷与 12011 胶带顺槽交叉位置平面图根据巷道布置情况，巷道设计思路主要有如下几点：（1）控制好 12011 胶带顺槽托煤段巷道顶板，提高顶部围岩的主动承载能力，促使上覆岩层作用力向巷道两侧深部转移，减弱对两帮的垂直应力传递。（2）提高交叉段巷道两帮与角部围岩的自承能力，减少两帮下沉量及由于帮下沉导致帮部向巷道空间的滑移鼓起量和破碎膨胀量1；（3）减弱交叉点巷道角部应力集中程度并在两帮和角部形成自承能力较高承载拱以控制两帮和底角围岩塑性区的发展；（4）利用锚杆、锚索对巷道围岩起挤压加固作用2，增加围岩的压应力，改善围岩应力分布状态3；在软弱破碎围岩中注浆，充填煤岩裂隙，缩小围岩松
5、动圈，提高围岩的自承能力和稳定性；锚杆或锚索结合注浆可以很好地控制巷道两帮围岩移近，而加固了两帮控制了底板下沉，从而全面控制巷道围岩变形。经过分析和工程对比，交叉处 12011 胶带顺槽采用“锚网索+工钢对棚+喷浆+注浆高强度支护技术” 。2.2 西二轨道运输巷支护设计（1）西二轨道运输巷交叉点（两侧各 10m 架棚段）帮部布置斜拉锚索，配14#槽钢竖梁。锚索规格：17.85300mm，锚索间距 1600m。锚索托盘规格为200100mm,采用 16mm 厚钢板加工；托盘与槽钢间垫一块 50mm 木垫板，规格为200100mm。（2）西二轨道运输巷（12011 胶带顺槽上方未架棚段）全断面补打
6、锚杆，规格为 202400mm，间排距 1800800mm；锚杆安装后，外露端距两侧 U 钢棚内表面 50mm 左右。（3）西二轨道运输巷（12011 胶带顺槽上方未架棚段）全断面喷射 C40 高强混凝土支护，体积配比为：水泥：砂：石子：速凝剂=1：2：2：0.04；增强剂选用 MK-1 型高活性矿物增强剂，用量为水泥的 10%（外加） 。喷后挂一层6.5mm 金属网，网片规格 21001100mm，然后全断面复喷成型，封闭网片。喷浆前在巷道两侧施工注浆孔，深度 1200mm，预埋长度 800mm 的注浆管，外露长度 100mm（喷浆后） ，间排距 30003000mm。注浆选用选用新鲜 42
7、5#普通硅酸盐水泥, 浆液类型为单液水泥浆，水灰比为 0.75：1，注浆终压不小于2.1MPa。注浆时如有跑浆现象可根据现场情况用水泥掺加少量的速凝剂进行封堵。（4）西二轨道底板混凝土强度 C20，体积配比为：水泥：砂：石子=1：2：2。水泥选用普通硅酸盐水泥，标号 425#；砂子采用机制砂；石子选用机制直径 5-10碎石。棚后喷浆、底板混凝土要求密实。中 中 中 中 中中中中中17.85300mm 中中中中1600mm中中中中202400mm 中中中中中1800800mm45800mm中中中图 2 交叉处西二轨道运输巷补强支护图2.3 12011 胶带顺槽支护设计（1）12011 胶带顺槽托
8、煤掘进，托煤厚度 2.7m。托煤段巷道支护设计：巷道为半圆拱形断面，支护方式采用锚网索喷支护。顶部 5 根锚索采用17.88300mm，中间 3 根锚索采用 16#槽钢连接，槽钢长度为 2600mm；其余2 根锚索为点锚索。拱基线以上附近 2 根锚索和帮部锚索采用17.85300mm。锚索间排距 10001000mm。每根锚索配 2 个托盘，规格分别为 300300mm,150150mm，均采用 16mm 厚钢板加工制作。金属网采用6.5mm 冷拔钢筋焊接加工，网片规格 13002300mm。喷混凝土封闭巷道围岩，厚度 50mm，强度 C20。（2）交叉口巷道支护设计：巷道为矩形断面，支护方式
9、采用锚网索喷支护。要求先锚网后喷混凝土。帮部每侧布置 4 根锚索，锚索规格 17.85300mm，间排距 9001000mm。锚索预紧力不小于 100KN，锚索锚固力不低于 200KN。帮部铺 6.5mm 钢筋冷拔焊接网，挂钢筋梯。帮部喷混凝土封闭围岩，厚度100mm,强度 C20。并架设全封闭 12#工钢对棚，对棚棚距（中-中）400mm，柱后铺金属网，喷射 C20 混凝土，封闭工钢内表面；喷前在西二轨道巷两侧施工注浆孔、预埋注浆管，注浆孔位于腰线及底脚，间排距 15001500mm。棚梁上部铺双层网、浇筑混凝土，强度 C20，厚度 400mm 左右，顶面与西二轨道巷设计底板一致。图 3 交
10、叉处 12011 胶带顺槽支护图3 施工管理3.1 施工要点（1）12011 胶带顺槽掘进至距离西二轨道巷中 20m 位置时，必须对西二轨道巷进行补强支护。（2）12011 胶带顺槽托煤掘进过程中，必须加强矿压观测，及时打设单体柱加强支护。（3）12011 胶带顺槽掘进至西二轨道运输巷西帮 5m 处开始变断面掘进，边掘边支，锚网后及时架设工钢对棚；掘进至西二轨道巷西帮 2m 时，每掘进0.4m，就停下进行架棚，边掘边架棚。（4）按通尺计算距透口处剩余 5m 时，每班开工前及时按仰角 1015打探眼，探实际贯通距离与透口处中线是否吻合。透口时从中线位置开始先掘透，再向两帮扩刷至设计断面。3.2
11、施工质量要求（1）锚杆安装牢固，托盘密贴壁面。锚杆预紧扭矩均不小于 200Nm。顶板锚杆锚固力不小于 170KN，帮部锚杆锚固力不小于 150KN。锚杆间排距允许偏差100mm，锚杆角度不大于 15，锚杆外露长度不大于 50mm。（2）顶锚索预紧力不小于 100KN，锚固力不小于 300KN。帮锚索预紧力不小于 60KN，锚固力不小于 150KN。锚索孔距允许偏差100mm。外露长度不大于300mm。（3）网片搭接宽度不小于 100mm，用 14#铅丝双股绑扎（间隔200mm）或采用三花联网方式绑扎。（4）架设工钢对棚时，要棚体端正，迎山有力，棚后不得出现空顶、空帮、空肩窝的“三空”现象4。棚
12、后要用混凝土喷射密实。3.3 施工质量监管施工质量实行三把关，一是自把关，即要求现场施工单位每班安排专职质量监督员，负责监督、检查工程质量；二是检查关，矿属质量检查部门采取不定时现场检查，发现问题及时要求整改，问题整改结束前不得组织施工；三是验收关，矿属质量验收部门定期验收工程质量，进行考核，不符合质量要求的工程将扣发工程款的 20，限期整改合格后补发 10。同时对相关责任人进行处罚。通过严格管理，高标准要求，巷道施工质量验收达到优良，满足了设计要求。4 效果分析根据矿压观测显示，交叉处巷道顶底板最大变形量为 10mm，帮部最大变形量 15mm，且在支护 30d 后基本稳定。经过一年的使用,巷
13、道稳定，节省大量后期维修费用。5 结语巷道空间交叉设计方面，简洁合理，简化了巷道布置，保证了工作面通风系统和两个巷道的运输畅通，成功解决了矿井局部通风与运输存在的矛盾。安全生产方面，施工工艺得当，施工速度快，整体性、密实性好，安全可靠；施工方面，采用了煤巷托煤掘进锚网支护新技术、工钢新型对棚、喷射 C40 高强度混凝土以及壁后注浆加固综合技术；经济方面，满足了矿井正规化建设要求，对矿井实现安全、高产、高效等都具有非常重要的现实意义，经济技术效益显著。参考文献1李江锋.近距离空间交叉软岩巷道底鼓治理方法J.中国科技论文在线,2009(8):23.2东兆星，吴士良.井巷工程M.徐州：中国矿业大学出版社，2006.3蒋金泉，王国际，张登明，代进.矿山压力与岩层控制M.徐州：中国矿业大学出版社，2007.4苏建军，孟迪，杨国强.石壕煤矿扩巷复合支护技术实践J.中州煤炭，2010（6）：7172.
