鹤煤中泰矿业复杂地质条件下软岩巷道掘进支护方案

韩顺风

(鹤壁煤业(集团)有限责任公司安全监察局)

在岩石巷道掘进过程中，复杂地质条件的存在在很大程度上影响了巷道掘进效率[1-3]。本研究以鹤煤中泰矿业3309底抽巷(二)为例，对巷道掘进支护技术方案进行设计和实践。

1 工程概况

3309底抽巷(二)位于鹤煤中泰矿业三三采区，是3309综放工作面的1条底抽巷。该巷道设计长度为1 179 m，掘进段地质条件较复杂。巷道地表属丘陵地貌，有中贺驼和马家窑村庄，巷道地面标高177.2～217.7 m，巷道底板标高-314.2～-448.5 m。该工作面上覆煤层为古生界二叠系山西组二1煤层，为中泰矿的主要可采煤层，区内地层产状走向95°～230°，倾向5°～320°，倾角4°～17°。C3L8石灰岩含水层为掘进期间的间接充水含水层，位于二1煤层下方36～40 m，该含水层平均厚4.5 m，属岩溶裂隙水，补给条件差。C3L2石灰岩富水性不均，据以往揭露情况分析，多为岩溶裂隙或断层裂隙突水。

2 掘进技术方案

2.1 掘进方式

3309底抽巷(二)巷道设计布置于C3L9石灰岩下的砂质泥岩和中粒砂岩层中，以C3L9石灰岩或其上的中粒砂岩为顶板。采用钻眼爆破法破岩，炮眼深度1.6 m。正常爆破时采用菱形掏槽法，装药采用连续正向装药，采用串联联线，分次爆破方式(一般为2或3次)。当巷道围岩松软、破碎时，周边眼与巷道轮廓的间距应加大，同时减少炮眼装药量，爆破后施工单位采用风镐或手镐刷帮方式将帮部刷至设计尺寸，确保巷道成型达到要求。

2.2 支护方式

2.2.1 主 巷

巷道形状为半圆拱形断面，规格为4 200 mm×3 500mm(宽×高)，设计采用锚网喷+锚索梁联合支护方案(图1)[4-6]。巷道均采用规格为4 200 mm×3 500 mm(宽×高)的锚网(半圆拱形断面)支护。锚杆采用φ20 mm×2100 mm金属螺纹锚杆，间距×排距为700 mm×700 mm；采用K2850树脂药卷全长锚固，锚固剂规格为φ28 mm×500 mm；铺单层钢筋背网，钢筋背网规格为φ6 mm，1 500 mm×900 mm(长×宽)，眼孔边长80 mm见方；钢筋背网采用拉握方式连接，须实现扣扣相连；全断面喷浆厚度为100 mm。巷道净断面面积为10.71 m2。

2.2.2 车 场

巷道形状为半圆拱形断面，设计断面参数为4 600 m×3 500 mm(宽×高)。巷道均采用4 600 mm×3 500 mm(宽×高)的锚网(半圆拱形断面)+锚索梁进行联合支护(图2)。锚杆采用φ20mm×2 100 mm 的金属螺纹锚杆，间距×排距为650 mm×650 mm；采用K2850树脂药卷全长锚固，锚固剂规格为φ28mm×500 mm；铺单层钢筋背网，钢筋背网规格为φ6 mm，1 500 mm×900 mm(长×宽)，眼孔边长80 mm 见方，铺设钢筋背网时采用拉握方式，须确保扣扣相连；全断面喷浆厚度为100 mm。锚索梁采用11#废旧矿工钢加工，长2 m、梁端距1.2 m，锚索孔中心距梁端200 mm，锚索孔直径22 mm，锚索规格φ17.8mm×6 000 mm，间距×排距为2 100 mm×1 600 mm。巷道净断面面积为13.83 m2。

图1 主巷支护断面示意(单位：mm)

2.2.3 加强支护

在巷道开口、拐弯、变坡、断层破碎带10 m范围内采用锚索梁加强支护，锚索梁采用11#废旧矿工钢加工，长2 m、梁端距1.2 m，锚索孔中心距梁端200 mm，锚索孔直径22 mm，锚索规格φ17.8 mm×6 000 mm，间距×排距为2 100 mm×1 600 mm[7-8]。

3 结 语

对鹤煤中泰矿业3309底抽巷(二)掘进支护方案进行了设计，采用钻爆法进行施工，并对巷道断面采用锚网喷+锚索梁的联合支护方案进行加固。巷道围岩监测表明：前14 d内巷道围岩变形较严重，随着时间推移，巷道变形趋于稳定，特别是在第14 d以后，巷道变形较小，巷道两帮的变形速度一般为3～4 mm/d，底板变形速度一般为5～8 mm/d。

图2 车场支护断面示意(单位：mm)