近幾年來，兗州礦業(yè)（集團）有限責(zé)任公司各礦與有關(guān)單位共同開展科技攻關(guān)，積極應(yīng)用先進的巖石巷道支護新技術(shù)，有效地保障了礦井掘進施工的安全。
　　
　　1 深部巷道支護工程關(guān)鍵技術(shù)研究
　　
　　兗州礦業(yè)（集團）公司濟寧二號煤礦以現(xiàn)場工程地質(zhì)條件為基礎(chǔ)，充分利用工程地質(zhì)學(xué)、工程巖體學(xué)、軟巖工程力學(xué)、巖石力學(xué)及數(shù)值模擬分析等理論知識，借助巖石物化、力學(xué)試驗與數(shù)值計算等分析手段，深入研究了該礦深部巷道圍巖的變形破壞機理，給出了具體現(xiàn)場工程地質(zhì)模式下深部巷道的穩(wěn)定性控制計算，并對其進行了較系統(tǒng)的研究，得出了一些相關(guān)重要結(jié)論。
　　
　　在此項課題的研究過程中，他們對礦井深部巷道的圍巖進行了分類，確定了深部巷道三類工程巖組的臨界深度，并且利用難度系數(shù)的評價指標(biāo)對礦井深部巷道各類圍巖的難度進行了評價。通過對該礦工程地質(zhì)條件的分析和室內(nèi)巖爆試驗的結(jié)果，再結(jié)合理論研究的成果進行了深部巷道煤爆及沖擊地壓可能性的分析，指出該礦發(fā)生沖擊地壓的類型以構(gòu)造應(yīng)力和重力復(fù)合型為主，并且提出了一般性控制對策，根據(jù)礦井深部巷道變形破壞的特點，建立了頂板下沉、底臌變形和楔體結(jié)構(gòu)破壞的力學(xué)模型，同時利用計算機模擬技術(shù)再現(xiàn)了破壞的全過程，分析了變形破壞的機理，確定了主控因素，進行了底角錨桿優(yōu)化的實驗研究，提出了以底角錨桿控制巷道底臌、錨網(wǎng)索耦合支護控制泥巖底板巷道圍巖變形的一體化耦合控制力學(xué)對策。
　　
　　從已經(jīng)掘進的九采區(qū)順槽巷道觀察到，順槽巷道相繼出現(xiàn)了頂板下沉、底臌、楔體破壞及冒頂?shù)茸冃�，在已�?jīng)施工的交叉硐室群中出現(xiàn)了應(yīng)力集中破壞、嚴(yán)重底臌變形及吸水小井變形破壞等問題。隨著深度的不斷增加，從該礦淺部的巷道到深部的巷道實際狀況說明原有的淺部理論已經(jīng)部分或者全部失效，應(yīng)該采用適合于深部巷道的新技術(shù)、新設(shè)計和新手段來解決礦井深部順槽的支護問題。此項新技術(shù)的采用，對于降低深部開采的成本與提高經(jīng)濟效益具有這樣的理論指導(dǎo)意義和現(xiàn)實意義。
　　
　　2 深部礦井開采巷道順槽支護技術(shù)
　　
　　兗州礦業(yè)（集團）公司濟寧二號煤礦根據(jù)現(xiàn)場工程地質(zhì)條件和室內(nèi)試驗，分析了9306順槽支護現(xiàn)狀，通過數(shù)值模擬研究了順槽變形和破壞的過程，總結(jié)了破壞的原因，并且找到了合適的支護對策，現(xiàn)場應(yīng)用效果良好，并為其它類似條件礦區(qū)的深部支護提供可以借鑒的手段。
　　
　　從該礦九采區(qū)大巷及順槽已揭露情況來看，整體斷層較為發(fā)育，預(yù)計在中部未采區(qū)域存在一定數(shù)量的小斷層，對巷道支護有一定的影響。9306順槽巷道在實際掘進過程中出現(xiàn)了頂板離層、兩幫收縮移近和底板臌起等現(xiàn)象。此種破壞的主要原因是由于巷道埋深大、地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜、圍巖結(jié)構(gòu)破碎、原有支護參數(shù)不盡合理。優(yōu)化后的支護設(shè)計采用了錨索網(wǎng)+底角錨桿聯(lián)合支護的形式，增加了網(wǎng)的剛度。采用底角錨桿可以有效地抑制巷道底臌及變形。不同的巷道施工順序會產(chǎn)生不同的力學(xué)效果和圍巖變形方式，因此其設(shè)計不能簡單地用參數(shù)設(shè)計來進行，還要強調(diào)支護順序。
　　
　　具體施工順序如下：掘進成型→架設(shè)前探梁，進行臨時支護→掛網(wǎng)，打錨桿眼→緊跟迎頭安裝錨桿和復(fù)合托盤→打錨索和底角錨桿。為檢驗支護結(jié)構(gòu)、設(shè)計參數(shù)、施工工藝合理性及修改、優(yōu)化支護參數(shù)提供科學(xué)依據(jù)，在現(xiàn)場工業(yè)性試驗中進行了巷道便帽位移監(jiān)測。在93上06運輸順槽試驗段共設(shè)置4個測站進行表面位移礦壓觀測，通過對觀測數(shù)據(jù)的整理得出巷道表面位移總量�？傮w來看，未出現(xiàn)大的頂板下沉（最大22mm）、縮幫（最大56mm）、和底臌（最大5mm）等現(xiàn)象，巷道成型好，圍巖變形量小。數(shù)值模擬結(jié)果表明，原有的巷道支護系統(tǒng)和圍巖系統(tǒng)存在明顯的不耦合支護現(xiàn)象，致使巷道圍巖出現(xiàn)大變形、維護困難等。新的支護方式在控制巷道變形及提高巷道穩(wěn)定性方面效果較為明顯。
　　
　　3 破碎頂板條件下錨網(wǎng)支護研究
　　
　　兗州礦業(yè)（集團）有限責(zé)任公司針對破碎頂板條件下錨網(wǎng)支護的特點，分析了破碎頂板條件下的錨桿支護作用原理以及破碎頂板條件下錨桿與錨索的作用，提出了在破碎頂板條件下的煤巷宜使用錨桿—錨索聯(lián)合支護。
　　
　　在軟弱破碎頂板條件下，巷道頂板的變形量很大。為了避免采用錨桿—錨索聯(lián)合加固支護時因為錨索延伸量超過極限而破斷，可以采取類似于軟巖支護中的二次支護方法及其作用原理進行錨索加強支護。在巷道開挖的初期，頂板自身的整體性好，通過錨桿的加固作用，錨巖支護體的承載能力比較高，頂板在一定的變形范圍內(nèi)可以保持自身的穩(wěn)定。隨著頂板變形的增大，錨巖支護體的承載能力和自身穩(wěn)定性降低，同時頂板的集中應(yīng)力移往深部，頂板變形趨于平穩(wěn)。在錨巖支護體失去穩(wěn)定之前，再通過錨索的懸吊作用，保持錨巖支護體和頂板的穩(wěn)定。在巷道開挖支護初期，以錨桿的柔性支護為主，后期以錨索的懸吊作用為主，兩者不是同時聯(lián)合加強支護，而是相互取長補短，從而大大改善了錨桿支護的整體支護性能，達(dá)到控制頂板大變形的目的。
　　
　　在實際工程中，錨桿—錨索聯(lián)合支護是否能夠錨桿與錨索支護作用的互補性取決于采用的支護方法和合理的支護設(shè)計。它要求將錨巖支護體的特性與錨索的力學(xué)特性有機地結(jié)合在一起進行總體的支護設(shè)計，而錨桿和錨索支護參數(shù)分別獨立設(shè)計。由于采用不同的錨桿支護形式，錨巖支護體的承載特性有較大的差異；同樣，采用不同的錨索支護方式對頂板的適應(yīng)性也不相同。因此，在支護設(shè)計中應(yīng)根據(jù)巷道頂板條件，采用合理的錨桿支護形式和參數(shù)，選擇與之相匹配的錨索支護方法，這是錨桿—錨索聯(lián)合支護的關(guān)鍵。
　　
　　4 濟三礦巷道支護技術(shù)
　　
　　兗州礦業(yè)（集團）公司濟寧三號煤礦根據(jù)井下巷道所處的地質(zhì)條件、圍巖穩(wěn)定性、服務(wù)年限和用途的不同，分別采取了錨網(wǎng)噴支護、錨網(wǎng)噴與U型鋼支架復(fù)合支護、對棚支護、錨網(wǎng)梁支護、砌碹支護等不同的支護形式。迄今為止，所支護的巷道均未出現(xiàn)任何問題，取得了很好的支護效果。
　　
　　通過對實踐的總結(jié)，他們認(rèn)為：錨噴網(wǎng)支護具有支護速度快、效率高、經(jīng)濟效益明顯等特點，圍巖在錨桿的作用下形成組合拱，并與金屬網(wǎng)、噴層形成一個整體，共同承載圍巖壓力。該支護形式適應(yīng)性較強，一般圍巖比較穩(wěn)定的情況下均可采用。但是，在巖石膨脹嚴(yán)重、地壓特大、煤質(zhì)松軟、頂板破碎等巷道中采用此支護形式，會造成噴層開裂、脫落、甚至巷道跨落等不利后果。對于圍巖不穩(wěn)定、具有膨脹性、地壓大的巷道，采用錨噴與U型鋼復(fù)合支護的形式則能克服上述缺點。
　　
　　U型鋼支架具有先柔后鋼的特點，在圍巖較大壓力作用下，允許圍巖有一定量的變形，釋放圍巖壓力，支架收縮到一定程度就變成剛體，阻止了圍巖的繼續(xù)變形，與錨桿組合拱共同承載圍巖壓力，再噴上混凝土層，保證了巷道的安全穩(wěn)定性。砌碹支護適應(yīng)性強，但其施工速度慢、成本高、勞動強度大，一般只用在地壓大、頂板破碎、圍巖不穩(wěn)定的巷道或者服務(wù)年限長、要求有防水性能的硐室中。對棚支護是采區(qū)順槽施工中常用的一種支護形式。其支護承載能力大，特別適用于梯形巷道。對棚可回收，但其勞動強度大、支護費用高；而錨梁網(wǎng)支護不但工藝簡單、勞動強度小、造價低，而且采用錨梁網(wǎng)支護的巷道空間寬闊、支護結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，給生產(chǎn)創(chuàng)造了良好的工作環(huán)境。
　　
　　5 軟巖類掘進迎頭閉環(huán)式安全護網(wǎng)設(shè)計應(yīng)用
　　
　　兗州礦業(yè)（集團）公司濟寧二號煤礦在軟巖類掘進過程中，采用迎頭護網(wǎng)對暴露煤體進行全斷面防護，有效增加迎頭空頂范圍內(nèi)的安全系數(shù)，為作業(yè)人員創(chuàng)造了安全的作業(yè)環(huán)境。
　　
　　掘進工作面安全的重點在迎頭。掘進機截割完成后的正常施工工藝是臨時支護和永久支護。此時迎頭人員比較密集，特別在上網(wǎng)、前探梁使用和安設(shè)鉆機等環(huán)節(jié)時人員靠近空頂區(qū)。正規(guī)循環(huán)最大控頂距為1.9m，雖然有敲幫問頂及臨時支護等措施，但是仍然有漲幫、漲迎頭和掉渣等情況發(fā)生，這是頂板管理的薄弱環(huán)節(jié)。為了減少頂板事故，將以前的被動預(yù)防變?yōu)橹鲃涌刂�，他們根�?jù)現(xiàn)場的地質(zhì)條件研究出了一種軟巖類掘進迎頭閉環(huán)式安全護網(wǎng)。這是采用軟質(zhì)繩網(wǎng)編織成適合軟巖類巷道的迎頭防護網(wǎng)。其網(wǎng)格大小控制在50mm×50mm之內(nèi)，護網(wǎng)大小與巷道尺寸相匹配，確保展開后實現(xiàn)迎頭山墻全覆蓋。在繩網(wǎng)上端均勻布置吊掛鉤，下端的伸縮拉桿頂尖頭部焊有掛鉤，便于繩網(wǎng)下端固定。
　　
　　使用步驟如下：①掘進迎頭截割完畢后，首先進行臨時支護，而后將兩幫的菱形網(wǎng)（幫網(wǎng)）與頂網(wǎng)正常連接，使幫網(wǎng)自然下垂至底板，并與上一循環(huán)幫網(wǎng)按規(guī)定連接。此法使折落的煤塊順幫網(wǎng)下滑，能有效預(yù)防兩幫折幫傷人，為作業(yè)人員創(chuàng)造縱向安全空間。②在正迎頭山墻懸掛安全護網(wǎng)，上部將吊鉤均勻懸掛在頂網(wǎng)前沿鋼梯附近，幫部懸掛在幫網(wǎng)鋼梯處，安全護網(wǎng)緊靠迎頭山墻，下部使用一根伸縮拉桿固定，拉桿兩端插在兩幫的隅角處壓實。此措施使迎頭掉落煤塊順“安全護網(wǎng)”下滑，為作業(yè)人員創(chuàng)造橫向安全空間。迎頭閉環(huán)式安全護網(wǎng)經(jīng)過在該礦93上01軌道順槽和運輸順槽兩個工作面使用和改進，表明在半煤巖巷道松軟煤層、地質(zhì)構(gòu)造帶及破碎帶效果明顯，特別是軟巖類巷道對迎頭防護起到明顯作用，現(xiàn)已在全礦各掘進迎頭推廣使用。
　　
　　6 深井軟巖穿層巷道施工與支護
　　
　　兗州礦業(yè)（集團）公司東灘煤礦結(jié)合深井軟巖穿層巷道支護的實踐經(jīng)驗，實施了深井軟巖穿層巷道錨索梁支護，取得了很好的效果。
　　
　　錨索眼直徑27mm，眼深4000～6000mm，錨索眼垂直于頂板打設(shè)，錨索布置在巷道拱部，間排距1000×1500mm，誤差不大于±100mm。巷道正頂布置1根，從正頂向兩邊按1000mm間距布置，每排5根。軟巖穿層共施工錨索梁120m，使用錨索285根、T型鋼帶85條，錨索預(yù)緊力都在160kN以上。
　　
　　安裝錨索程序如下：先安裝迎頭錨索，托起鋼帶網(wǎng)子，再安裝中間錨索，最后安裝后部錨索。錨索孔打完后，用高壓風(fēng)水沖掃凈孔內(nèi)煤巖粉，將錨索錨固端檫拭干凈；把3塊樹脂藥卷（2塊ckb2550在前，1塊z2570在后）緩慢推至眼底，錨索下端聯(lián)結(jié)專用攪拌套后插在錨桿鉆機的輸出軸上，開動錨桿鉆機將錨索推入眼內(nèi)，全速攪拌15～20s后停止攪拌，保持推力3～5min后，撤下錨桿鉆機；10min后卸下專用攪拌器，裝上托盤、預(yù)緊力弧形墊片和錨具，并托至緊貼頂板的位置，將張拉千斤頂套在錨索上，兩人掛好安全鏈，開動張緊泵進行張拉，當(dāng)壓力表讀數(shù)達(dá)到設(shè)計值或預(yù)緊力弧形墊片壓平后立即回程，卸下千斤頂。外露長的錨索必須用12#鐵絲捆綁好，以防散亂，作廢及錨固力不合格的錨索必須在其附近重新補打合格錨索。掘進通過后，應(yīng)力集中區(qū)形成煤炮產(chǎn)生的壓力，對頂板影響只有微小的變形，沒有出現(xiàn)掉頂、片幫現(xiàn)象，實現(xiàn)了一次性前探梁及永久支護到迎頭，極大地提高了頂板支護的強度和可靠性，減少了頂板冒頂事故，也減少了巷道維護工程量。
　　
　　7 軟巖動壓巷道錨注支護試驗研究
　　
　　山東科技大學(xué)和兗州礦業(yè)（集團）公司鮑店煤礦在分析軟巖動壓巷道巖性、地應(yīng)力及支護因素的基礎(chǔ)上，提出了基于錨噴支護和注漿加固相結(jié)合的錨注加固支護方案及其機理，通過井下試驗和動壓作用使巷道保持穩(wěn)定，取得了較好的技術(shù)經(jīng)濟效果，為軟巖動壓巷道的支護提供了一種新的方法。
　　
　　軟巖動壓巷道的支護是一個難題。錨注支護的實質(zhì)是錨桿兼作注漿管，其支護機理包括四個方面：①漿液可以封堵圍巖的裂隙，隔絕空氣，減輕圍巖風(fēng)化，防止圍巖被水浸濕而降低強度。②注漿以后，松散破碎的圍巖膠結(jié)成為整體，提高了巖體的強度，而且噴層的壁后充填密實，保證荷載均勻地作用在噴層和支架上，避免出現(xiàn)應(yīng)力集中點而首先破壞；與原巖形成一個整體，在動壓的作用下其振動頻率與原巖一致而不易破壞。③注漿充填圍巖裂隙，配合錨噴支護，形成多層有效組合拱；注漿錨桿本身為全長錨固，將多層組合拱聯(lián)成一個整體，共同承載，擴大了支護結(jié)構(gòu)的有效承載范圍，提高了支護結(jié)構(gòu)的整體性和承載能力。④作用在拱頂上的壓力能夠有效地傳遞到底板，由于組合拱厚度的加大，減小了作用在底板上的荷載集中度，從而減弱了底板巖石中的應(yīng)力和塑性變形，減輕了底臌；底板的穩(wěn)定有助于兩墻的穩(wěn)定，在底板、兩墻穩(wěn)定的情況下又能夠保持拱頂?shù)姆�(wěn)定。
　　
　　井下的工業(yè)性試驗表明“圍巖注漿永久地改變了圍巖的力學(xué)特性，提高了巖體的強度，降低了應(yīng)力集中度，注漿加固以后使金屬支架的受力大為減少，新開的巷道可以采用注漿錨桿與普通錨噴支護相結(jié)合代替金屬支架支護。專家們指出：盡管錨注技術(shù)已經(jīng)取得了比較好的技術(shù)經(jīng)濟效果，但是其參數(shù)尚有待于優(yōu)化、底臌治理還需要進一步研究，才能使其得到普遍的推廣應(yīng)用。
　　
　　8 錨桿注漿加固技術(shù)在鮑店礦應(yīng)用成功
　　
　　由山東科技大學(xué)和中國礦業(yè)大學(xué)設(shè)計的內(nèi)錨外注式錨桿，利用錨桿兼作注漿管對圍巖進行注漿，一方面可以加固巷道周邊的破裂巖體，提高圍巖的自承能力；另一方面可以改善破裂巖體的結(jié)構(gòu)及其力學(xué)性能，最大限度地發(fā)揮錨稈的錨固作用。兗州礦業(yè)（集團）公司鮑店煤礦的工程實踐證明，這種新型錨桿具有較高的初錨力，可以滯后于掘進工作面在巷道圍巖變形發(fā)展到一定程度的時候再進行注漿，是軟巖巷道、回采動壓巷道的一種理想支護形式。
　　
　　內(nèi)錨外注式錨桿由擋環(huán)隔開分為錨固段、注漿段和封孔段三個部分。錨固段可以增大端頭的錨固力；注漿段分布有若干個孔洞，作為注漿時出漿用；封孔段利用橡膠圈（或者軟木塞、快速凝結(jié)劑）配合噴射混凝土來實現(xiàn)封孔。在巷道剛掘出期間，該錨桿為端錨（或者近似全長錨固）錨桿，可以作為普通錨桿使用。錨桿錨固以后，在錨桿的端頭套上楔形環(huán)狀軟木塞或者橡膠圈，再上托盤，然后擰緊螺母。軟木塞或者橡膠圈在擋環(huán)和托盤的擠壓下與鉆孔的孔壁壓緊，起到了封孔的作用，最后噴射混凝土，增加封孔的效果及支護的效果，使得封孔問題變得非常簡單。當(dāng)巷道的變形量達(dá)到一定數(shù)值的時候，即在巷道周邊形成一定的松動破裂范圍時，再對巷道的圍巖實施注漿，既能夠使得巷道的圍巖得到充分的卸壓，又使注漿變得容易，取得最佳的支護效果。安裝錨桿與注漿分為兩個工序進行，互不干擾，不影響巷道的掘進速度。
　　
　　鮑店煤礦1306軌道順槽沿著1308工作面的采空區(qū)掘進，通過采取巷道超前錨桿注漿加固的措施，頂板下沉量由原來的240～355mm減少到35mm左右；距離工作面25m的巷道兩幫總移近量為462mm，比原來降低了24%～46%，取得了良好的支護效果。
　　
　　9 鋼格柵支護技術(shù)在煤礦施工中的應(yīng)用
　　
　　兗州礦業(yè)（集團）公司小屯煤礦位于貴州省大方縣南部，其地質(zhì)特征和礦建環(huán)境都對施工造成了非常不利的影響，原設(shè)計的錨噴支護無法正常掘進。煤炭工業(yè)南京設(shè)計研究院參考隧道施工先進支護技術(shù)，在支護中優(yōu)化格柵與鋼支撐構(gòu)件，與噴射混凝土并用，達(dá)到了較好的支護效果，加快了施工速度，降低了基建投資。
　　
　　鋼格柵由普通建筑用鋼筋經(jīng)冷彎成型后焊接而成，其形狀可根據(jù)巷道輪廓而定�，F(xiàn)場采用的是半圓拱型，結(jié)構(gòu)形式采用4根直徑不小于20mm的主筋。鋼格柵的主筋和聯(lián)系筋采取焊接連接，整架格柵采取分段加工，架設(shè)組裝，拱部和腿部采取螺栓連接，支架組裝采用2塊8mm×250mm×250mm的鐵板和4個 M18×80mm的螺栓并加墊圈。相鄰架間綁扎Φ18mm縱向連接筋，上鋪金屬網(wǎng)（采用Φ6mm圓鋼焊成1000mm×1000mm，網(wǎng)格 100mm×100mm）。
　　
　　格柵斷面高度根據(jù)承載條件和噴射混凝土厚度確定，一般為160～200mm，噴射混凝土等級強度為C20，采用425#普通硅酸鹽水泥、中粗天然砂，石屑為粒徑4～8mm碎石，混凝土配比為水泥：砂：石屑=1：2：2，水灰比0.4～0.5。首先把拱基線以上1m用Φ50mm小導(dǎo)管進行超前支護（間距 350mm、長度3m），后把拱部開挖出，再挖出每邊寬度為1m的兩墻。將拱部及腿部格柵立到位，進行臨時固定，用雙股8#鐵絲綁扎長2m的Φ50mm小導(dǎo)管，導(dǎo)管間距800mm；位置調(diào)好后，對準(zhǔn)連接孔，并將其緊固。按設(shè)計要求安裝連接筋，留出300mm與下架搭接，連接筋、格柵及連接筋間用雙股8#鐵絲綁扎，同時鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)。噴射混凝土達(dá)到設(shè)計要求，進行下一循環(huán)作業(yè)。
　　
　　10 濟二礦巷道圍巖松動圈測試研究
　　
　　兗州礦業(yè)（集團）公司濟寧二號煤礦和山東省煤炭科學(xué)研究所開展了巷道圍巖松動圈的測試與研究工作，分析了圍巖松動圈的影響因素及其形成和發(fā)展的規(guī)律，為實現(xiàn)采準(zhǔn)巷道錨桿支護和全礦巷道支護的錨桿化提供了條件。
　　
　　濟寧二號煤礦位于濟東煤田的中部，是該煤田的首開礦井，3下為主采煤層，3上煤層局部可采�？刹珊穸葹�1.1～9.2m，硬度系數(shù)f=1.91，頂板主要為灰白細(xì)至中粗粒砂巖及灰—深灰色砂巖，局部為泥巖、砂巖，厚度為0.50～31.93m；底板以粉砂巖和泥巖為主。礦井開拓巷道以錨噴支護為主，采準(zhǔn)巷道采用工字鋼梯形棚支護。測試采用BA-II型圍巖松動圈測試儀，每條巷道布置1個測區(qū)和3條觀測線。在此項課題的研究中，他們進行了巷道圍巖松動圈的影響因素分析，包括巖體強度、采深、支護形式對巷道圍巖松動圈的影響和圍巖松動圈隨時間變化的規(guī)律等。
　　
　　這項研究的結(jié)論如下：濟二煤礦的巷道圍巖松動圈都屬于大、中松動圈范圍，3層煤因受到地質(zhì)構(gòu)造的影響，巷道松動圈的變化范圍大，在進行錨網(wǎng)梁支護的時候應(yīng)當(dāng)根據(jù)具體的情況采取相應(yīng)的措施；濟二煤礦的煤層埋藏深、地壓大，巷道開挖以后壓力釋放快，巷道圍巖松動圈在開挖以后即可以達(dá)到1.0m左右，占巷道穩(wěn)定以后松動圈值的60%～70%，因此要特別重視臨時支護，防止頂煤的冒落；巷道的圍巖松動圈受到圍巖強度、地應(yīng)力等因素的影響，而且支護方式的不同也影響著松動圈的大小，及時支護以提高初錨力對于圍巖的控制非常有利；巷道圍巖松動圈的發(fā)展有一個時間過程，巷道開挖20天左右趨于穩(wěn)定，其松動圈值也趨于定值；巷道兩幫的松動圈大于頂板松動圈，表明地應(yīng)力以垂直壓力為主。
　　
　　11 大巷變形和支護破壞原因研究
　　
　　兗州礦業(yè)（集團）公司楊村煤礦針對本礦井下大巷變形和支護破壞顯現(xiàn)的特點，研究了大巷變形和支護破壞的原因及不同支護方式對圍巖的適應(yīng)性，并且提出了合理支護的措施。
　　
　　楊村煤礦北大巷600～1000m段處在主采煤層16上和17煤之間，巖性為泥巖和粘土巖，350mm厚料石砌碹支護段和錨噴網(wǎng)復(fù)合支護段各占 505，大巷變形嚴(yán)重，存在不同程度的支護破壞，其特點是上幫變形和支護破壞比下幫顯現(xiàn)明顯；南大巷1000～1400m段處在10m厚的粉砂巖中，采用錨噴網(wǎng)支護，因為地處向斜構(gòu)造的軸部，底臌比較嚴(yán)重，頂部的噴層有離層脫落的現(xiàn)象，兩幫的移近量不太明顯。經(jīng)過深入的分析，他們發(fā)現(xiàn)大巷變形和支護破壞的原因主要有：巖石自身的性質(zhì)、地應(yīng)力和采動的影響、施工方法差異的影響等。由該礦大巷變形和采用三種支護方式的破壞情況可知，砌碹支護的適應(yīng)性最差，錨噴網(wǎng)架金屬棚復(fù)合支護次之，錨噴網(wǎng)支護較為理想。
　　
　　在上述研究的基礎(chǔ)上，課題組總結(jié)出了該礦井下大巷進行支護的合理措施：①布置大巷的時候，要選擇在比較堅硬的十下灰?guī)r及其頂部的粉砂巖中，盡量避開軟巖；在大巷兩側(cè)留設(shè)比較寬的保護巖（煤）柱，以減輕開采時動壓的影響。②采用強度小的錨噴網(wǎng)支護，預(yù)留出巷道變形量200～300mm，為大巷的變形和二次支護創(chuàng)造了必要的條件，同時把握好第一次支護的質(zhì)量，掌握好第二次支護的時間。③加強光面爆破和控制爆破并且及時噴混凝土封閉圍巖，以減輕對圍巖的松動和防止圍巖泥化膨脹。④大巷若布置在比較松軟的巖層中，底板要支護，采用反底拱或者下鋼梁鋪混凝土的支護方式。
　　
　　12 開拓大巷破壞治理技術(shù)
　　
　　兗州礦業(yè)（集團）公司濟寧三號煤礦針對北部輔運巷變形、破壞的狀況，在分析巷道變形、破壞主要原因的基礎(chǔ)上，制定了對其治理的錨網(wǎng)、噴漿及注漿聯(lián)合支護方案，并且成功地進行了實踐，治理效果明顯，取得了良好的技術(shù)經(jīng)濟效益。
　　
　　當(dāng)時，通往該礦主采工作面的唯一輔助運行通道——北部輔運巷約有1000m出現(xiàn)全斷面破碎擠壓收縮，造成大巷嚴(yán)重變形，無法滿足行車、通風(fēng)和行人需要。
　　
　　 ⑴分析破壞成因如下：①地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，斷層較多，陷落柱發(fā)育，構(gòu)造應(yīng)力較大；②該巷大部分布置在3下煤層中，強度較低，風(fēng)化速度快且自穩(wěn)性差，使礦壓顯現(xiàn)更明顯；③縫管式錨桿錨固力低且易腐蝕，基本上沒控制住圍巖，噴漿體網(wǎng)內(nèi)不實，形成與巖體分離的漿體薄殼，導(dǎo)致支護強度不足；④已采過的4301及 4302工作面與此巷平行且距離僅25m和75m，動壓影響是巷道破壞的最主要原因。
　　
　�、萍庸谭桨溉缦拢孩偈紫葘⑾锏罃嗝嫠⒋蟮皆O(shè)計斷面規(guī)格，并適當(dāng)擴大巷道掘進斷面，給巷道后期變形預(yù)留一定的變形空間；然后及時打眼安裝錨桿，鋪設(shè)金屬網(wǎng)，且沿巷道環(huán)向布置鋼筋梯，利用鋼筋梯將巷道全斷面的組合錨桿連成一個整體。②錨網(wǎng)后隨即噴混凝土封閉圍巖，噴過15～20m后再進行一次復(fù)噴，提高封閉圍巖效果。③完成錨網(wǎng)噴初次支護約30天后，采用全斷面布置注漿錨桿進行二次加固。為減輕和控制底臌，在巷道底角30°下扎底角注漿錨桿進行注漿加固，可利于加固底角松散的圍巖并利于漿液滲透到底板巖層中。④為確保巷道長期穩(wěn)定，進行注漿錨索加固補強。為了對錨注段巷道支護效果進行檢測，在巷道內(nèi)設(shè)了6 組測點，每月測量一次。通過二年的觀測發(fā)現(xiàn)：頂板下沉量為5mm，兩幫位移量為7mm，底板位移量為12mm。實測表明，錨注段基本處于穩(wěn)定狀態(tài)，錨注支護在巷修中的應(yīng)用是成功的，達(dá)到了預(yù)期的目的。

來源：資源網(wǎng)