全长锚注支护在复杂地质条件下的实践与应用

季永宽

【摘要】目前淮南矿区大多数矿井的开采深度已达到-600～-800m，有的矿井正在向-900～-1000m深度延伸，深部高应力条件下的各种软岩巷道、复杂应力环境巷道支护工程日益增多，并向常态化发展。 加之生产集中化、综合机械化程度快速增加所要求的巷道断面增大，造成了淮南矿区深部及复杂应力环境下的巷道矿压显现强烈。本文通过对全长锚注支护在复杂地址条件下的应用实例，探讨一下如何在深部井中做好巷道支护工作。

【关键词】全长锚注支护;复杂地质;深部井

1项目立项的必要性

我单位施工的1452（1）轨顺底抽巷，拨门施工200-350m之间，巷道的地质条件复杂，巷道压力大。主要表现在：1、顶板下沉严重;2、底鼓量大;3、帮部位移明显挤压风筒及风水管路;4、巷道淋水，断锚多。严重影响巷道通风、行人及进料出货，并且安全风险较大，顶板有垮落的可能进而造成重大安全事故，卧底、刷帮、补锚等方法治标不治本，反复的卧底、刷帮施工工艺复杂，难度大且对巷道支護不利，严重影响岩巷单进并费时费力效果不佳。

针对以上情况，我们必须对该施工段的顶板及两帮进行加固处理。首先必须减少巷道顶板下沉，我们对该施工段进行注加固型化学材料，每隔3-5m施工一个注浆孔，由东华欧科派遣人员进行顶板注浆加固，短时间内减少顶板下沉确保施工安全。施工巷中木点柱、加装顶板离层仪及帮顶位移监测站等对巷道情况进行观测。通过观测注化学浆后顶板下沉得到有效控制，但两帮位移及底鼓并没有明显改善，问题仍没有得到有效解决，仍需要卧底、刷帮等工作以保障巷道断面。

2项目研究的可行性

通过研究分析，我们需要对巷道的顶板、两帮及底板进行加固处理才能有效控制巷道变形。通过顶板及帮部窥视孔显示，顶板3-4m范围及帮部2m范围内，裂隙发育较多，造成普通的锚杆、锚索支护效果较差，难以发挥锚网主动支护的优势。这种情况下，全长锚注支护方案提了出来。通过前期的调研、分析最终确立了施工方案：

2.1补打工字钢组合锚索束加固顶板

每隔6排（5.4m）在巷中布置一组工字钢组合锚索束，锚索束由长1m矿工钢（11#）、2根Φ22×8300mm常规锚索及1根Φ22×8300mm注浆锚索组成（见图1），加固时先施工2根常规锚索，注浆锚索滞后补打。

2.2顶帮中空注浆锚杆支护

（1）顶板每隔3排（2.7m）布置3根中空注浆锚杆，相邻中空锚杆间距1.2～1.5m，顶板中空锚杆规格：靠两帮Φ24×2500mm，中间一根Φ24×4000mm（见图2）。

（2）帮部按每3排（2.7m）施工一排，每排两根（规格：Φ24×2500mm），分别布置在顶板向下1m位置和底板向上1m位置，靠近顶板的注浆锚杆与顶板成15°（向上）施工，靠近底板的注浆锚杆与底板成15°（向下）施工（见图3）。

（3）中空锚杆孔径：Φ32mm，每孔放置1卷Z2360树脂锚固剂，中空锚杆预紧力矩不小于180Nm，顶板与帮部注浆锚杆交错布置。

2.3喷浆

为了防止“一注”中空锚杆注浆时漏浆，注浆前必须对顶帮进行喷浆，喷浆材料选用东华欧科生产的矿用无机速凝喷射复合砂浆，顶板平整段喷层厚50mm，顶板及帮部不平整段喷层可适当加厚。

2.4中空锚杆注浆

中空锚杆注浆材料为东华欧科生产的久米纳矿用无机充填加固材料，水灰比0.28～0.5，初期使用时水灰比取上限，熟练后水灰比取下限，搅拌时间不低于10min，Φ24×2500mm锚杆注浆压力：5～6MPa，Φ24×4000mm锚杆注浆压力：6～8MPa注浆稳压时间3～5分钟，“一注”中空锚杆在巷道喷浆后进行。

2.5在锚索束预留孔内补打中空注浆锚索

每隔6排（5.4m）将巷中工字钢组合锚索束预留孔内补打完毕，并进行注浆，注浆压力：8～10MPa，，中空注浆锚索注浆应有安全防护措施。

2.6方案解析

通过补打工字钢组合锚索束加固顶板时为了防止顶板垮落及深层注浆加固;Φ24×4000mm中空注浆锚杆使中层加固;Φ24×2500mm中空注浆锚杆使浅层加固;这样就形成浅、中、深全面加固。喷浆时为了防止中空锚杆注浆时漏浆。

3项目研究目标及主要任务

3.1减小巷道巷修量，确保行人通风安全。

3.2优化方案，节约材料成本。

4项目实施年限、经费概算

2019年1月10日-2019年2月10日对巷道围岩不稳定地段采用全长锚注支护，期间加固巷道150m，材料消耗如下：

（1）矿用无机速凝喷射复合砂浆360吨;（2）久米纳矿用无机加固复合砂浆320吨;（3）11#矿工钢（1m）28根;（4）矿用锚索（Φ22×8300mm）56根;（5）中空注浆矿用锚索58根;（6）中空注浆锚杆（Φ22×2500mm）335根;（7）中空注浆锚杆（Φ22×4000mm）56根。

5项目完成后预期成果

在巷道围岩不稳定地段采用全长锚注支护后，巷道压力显现明显变小甚至消失，没有出现浆皮开裂及断锚现象。通过矿压十字布点观测，数据显示加固后巷道帮顶位移量很小，达到了施工目的。矿压观测数据后附。

参考文献

[1]王庆牛，杨张杰，王威.预应力锚注技术在深井高应力巷道修复中的应用[J].煤炭工程，2018，50（3）：47.

[2]王威，杨张杰，王福海，等.全长锚固技术在深井软岩巷道中的应用[J].煤炭工程，2016，48（2）：50-52.