近幾年來(lái)，兗州礦業(yè)（集團(tuán)）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(jìn)的巖石巷道支護(hù)新技術(shù)，有效地保障了礦井掘進(jìn)施工的安全。
　　
　　1 深部巷道支護(hù)工程關(guān)鍵技術(shù)研究
　　
　　兗州礦業(yè)（集團(tuán)）公司濟(jì)寧二號(hào)煤礦以現(xiàn)場(chǎng)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(shí)，借助巖石物化、力學(xué)試驗(yàn)與數(shù)值計(jì)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(jī)理，給出了具體現(xiàn)場(chǎng)工程地質(zhì)模式下深部巷道的穩(wěn)定性控制計(jì)算，并對(duì)其進(jìn)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(xiàng)課題的研究過(guò)程中，他們對(duì)礦井深部巷道的圍巖進(jìn)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(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)礦井深部巷道各類圍巖的難度進(jìn)行了評(píng)價(jià)。通過(guò)對(duì)該礦工程地質(zhì)條件的分析和室內(nèi)巖爆試驗(yàn)的結(jié)果，再結(jié)合理論研究的成果進(jìn)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(duì)策，根據(jù)礦井深部巷道變形破壞的特點(diǎn)，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(shí)利用計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)再現(xiàn)了破壞的全過(guò)程，分析了變形破壞的機(jī)理，確定了主控因素，進(jìn)行了底角錨桿優(yōu)化的實(shí)驗(yàn)研究，提出了以底角錨桿控制巷道底臌、錨網(wǎng)索耦合支護(hù)控制泥巖底板巷道圍巖變形的一體化耦合控制力學(xué)對(duì)策。
　　
　　從已經(jīng)掘進(jìn)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(shí)際狀況說(shuō)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(jì)和新手段來(lái)解決礦井深部順槽的支護(hù)問題。此項(xiàng)新技術(shù)的采用，對(duì)于降低深部開采的成本與提高經(jīng)濟(jì)效益具有這樣的理論指導(dǎo)意義和現(xiàn)實(shí)意義。
　　
　　2 深部礦井開采巷道順槽支護(hù)技術(shù)
　　
　　兗州礦業(yè)（集團(tuán)）公司濟(jì)寧二號(hào)煤礦根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)工程地質(zhì)條件和室內(nèi)試驗(yàn)，分析了9306順槽支護(hù)現(xiàn)狀，通過(guò)數(shù)值模擬研究了順槽變形和破壞的過(guò)程，總結(jié)了破壞的原因，并且找到了合適的支護(hù)對(duì)策，現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用效果良好，并為其它類似條件礦區(qū)的深部支護(hù)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(lái)看，整體斷層較為發(fā)育，預(yù)計(jì)在中部未采區(qū)域存在一定數(shù)量的小斷層，對(duì)巷道支護(hù)有一定的影響。9306順槽巷道在實(shí)際掘進(jìn)過(guò)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(hù)參數(shù)不盡合理。優(yōu)化后的支護(hù)設(shè)計(jì)采用了錨索網(wǎng)+底角錨桿聯(lián)合支護(hù)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(huì)產(chǎn)生不同的力學(xué)效果和圍巖變形方式，因此其設(shè)計(jì)不能簡(jiǎn)單地用參數(shù)設(shè)計(jì)來(lái)進(jìn)行，還要強(qiáng)調(diào)支護(hù)順序。
　　
　　具體施工順序如下：掘進(jìn)成型→架設(shè)前探梁，進(jìn)行臨時(shí)支護(hù)→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(yàn)支護(hù)結(jié)構(gòu)、設(shè)計(jì)參數(shù)、施工工藝合理性及修改、優(yōu)化支護(hù)參數(shù)提供科學(xué)依據(jù)，在現(xiàn)場(chǎng)工業(yè)性試驗(yàn)中進(jìn)行了巷道便帽位移監(jiān)測(cè)。在93上06運(yùn)輸順槽試驗(yàn)段共設(shè)置4個(gè)測(cè)站進(jìn)行表面位移礦壓觀測(cè)，通過(guò)對(duì)觀測(cè)數(shù)據(jù)的整理得出巷道表面位移總量。總體來(lái)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(hù)系統(tǒng)和圍巖系統(tǒng)存在明顯的不耦合支護(hù)現(xiàn)象，致使巷道圍巖出現(xiàn)大變形、維護(hù)困難等。新的支護(hù)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(hù)研究
　　
　　兗州礦業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司針對(duì)破碎頂板條件下錨網(wǎng)支護(hù)的特點(diǎn)，分析了破碎頂板條件下的錨桿支護(hù)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(hù)。
　　
　　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(hù)時(shí)因?yàn)殄^索延伸量超過(guò)極限而破斷，可以采取類似于軟巖支護(hù)中的二次支護(hù)方法及其作用原理進(jìn)行錨索加強(qiáng)支護(hù)。在巷道開挖的初期，頂板自身的整體性好，通過(guò)錨桿的加固作用，錨巖支護(hù)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(hù)體的承載能力和自身穩(wěn)定性降低，同時(shí)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(hù)體失去穩(wěn)定之前，再通過(guò)錨索的懸吊作用，保持錨巖支護(hù)體和頂板的穩(wěn)定。在巷道開挖支護(hù)初期，以錨桿的柔性支護(hù)為主，后期以錨索的懸吊作用為主，兩者不是同時(shí)聯(lián)合加強(qiáng)支護(hù)，而是相互取長(zhǎng)補(bǔ)短，從而大大改善了錨桿支護(hù)的整體支護(hù)性能，達(dá)到控制頂板大變形的目的。
　　
　　在實(shí)際工程中，錨桿—錨索聯(lián)合支護(hù)是否能夠錨桿與錨索支護(hù)作用的互補(bǔ)性取決于采用的支護(hù)方法和合理的支護(hù)設(shè)計(jì)。它要求將錨巖支護(hù)體的特性與錨索的力學(xué)特性有機(jī)地結(jié)合在一起進(jìn)行總體的支護(hù)設(shè)計(jì)，而錨桿和錨索支護(hù)參數(shù)分別獨(dú)立設(shè)計(jì)。由于采用不同的錨桿支護(hù)形式，錨巖支護(hù)體的承載特性有較大的差異；同樣，采用不同的錨索支護(hù)方式對(duì)頂板的適應(yīng)性也不相同。因此，在支護(hù)設(shè)計(jì)中應(yīng)根據(jù)巷道頂板條件，采用合理的錨桿支護(hù)形式和參數(shù)，選擇與之相匹配的錨索支護(hù)方法，這是錨桿—錨索聯(lián)合支護(hù)的關(guān)鍵。
　　
　　4 濟(jì)三礦巷道支護(hù)技術(shù)
　　
　　兗州礦業(yè)（集團(tuán)）公司濟(jì)寧三號(hào)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(hù)、錨網(wǎng)噴與U型鋼支架復(fù)合支護(hù)、對(duì)棚支護(hù)、錨網(wǎng)梁支護(hù)、砌碹支護(hù)等不同的支護(hù)形式。迄今為止，所支護(hù)的巷道均未出現(xiàn)任何問題，取得了很好的支護(hù)效果。
　　
　　通過(guò)對(duì)實(shí)踐的總結(jié)，他們認(rèn)為：錨噴網(wǎng)支護(hù)具有支護(hù)速度快、效率高、經(jīng)濟(jì)效益明顯等特點(diǎn)，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(gè)整體，共同承載圍巖壓力。該支護(hù)形式適應(yīng)性較強(qiáng)，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(hù)形式，會(huì)造成噴層開裂、脫落、甚至巷道跨落等不利后果。對(duì)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(hù)的形式則能克服上述缺點(diǎn)。
　　
　　U型鋼支架具有先柔后鋼的特點(diǎn)，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(hù)適應(yīng)性強(qiáng)，但其施工速度慢、成本高、勞動(dòng)強(qiáng)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(zhǎng)、要求有防水性能的硐室中。對(duì)棚支護(hù)是采區(qū)順槽施工中常用的一種支護(hù)形式。其支護(hù)承載能力大，特別適用于梯形巷道。對(duì)棚可回收，但其勞動(dòng)強(qiáng)度大、支護(hù)費(fèi)用高；而錨梁網(wǎng)支護(hù)不但工藝簡(jiǎn)單、勞動(dòng)強(qiáng)度小、造價(jià)低，而且采用錨梁網(wǎng)支護(hù)的巷道空間寬闊、支護(hù)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(jìn)迎頭閉環(huán)式安全護(hù)網(wǎng)設(shè)計(jì)應(yīng)用
　　
　　兗州礦業(yè)（集團(tuán)）公司濟(jì)寧二號(hào)煤礦在軟巖類掘進(jìn)過(guò)程中，采用迎頭護(hù)網(wǎng)對(duì)暴露煤體進(jìn)行全斷面防護(hù)，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(jìn)工作面安全的重點(diǎn)在迎頭。掘進(jìn)機(jī)截割完成后的正常施工工藝是臨時(shí)支護(hù)和永久支護(hù)。此時(shí)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(jī)等環(huán)節(jié)時(shí)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(shí)支護(hù)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(dòng)預(yù)防變?yōu)橹鲃?dòng)控制，他們根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)條件研究出了一種軟巖類掘進(jìn)迎頭閉環(huán)式安全護(hù)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(hù)網(wǎng)。其網(wǎng)格大小控制在50mm×50mm之內(nèi)，護(hù)網(wǎng)大小與巷道尺寸相匹配，確保展開后實(shí)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(jìn)迎頭截割完畢后，首先進(jìn)行臨時(shí)支護(hù)，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(hù)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(hù)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(shí)。此措施使迎頭掉落煤塊順“安全護(hù)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(hù)網(wǎng)經(jīng)過(guò)在該礦93上01軌道順槽和運(yùn)輸順槽兩個(gè)工作面使用和改進(jìn)，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(duì)迎頭防護(hù)起到明顯作用，現(xiàn)已在全礦各掘進(jìn)迎頭推廣使用。
　　
　　6 深井軟巖穿層巷道施工與支護(hù)
　　
　　兗州礦業(yè)（集團(tuán)）公司東灘煤礦結(jié)合深井軟巖穿層巷道支護(hù)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，實(shí)施了深井軟巖穿層巷道錨索梁支護(hù)，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(jī)的輸出軸上，開動(dòng)錨桿鉆機(jī)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(jī)；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(dòng)張緊泵進(jìn)行張拉，當(dāng)壓力表讀數(shù)達(dá)到設(shè)計(jì)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(zhǎng)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(bǔ)打合格錨索。掘進(jìn)通過(guò)后，應(yīng)力集中區(qū)形成煤炮產(chǎn)生的壓力，對(duì)頂板影響只有微小的變形，沒有出現(xiàn)掉頂、片幫現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)了一次性前探梁及永久支護(hù)到迎頭，極大地提高了頂板支護(hù)的強(qiáng)度和可靠性，減少了頂板冒頂事故，也減少了巷道維護(hù)工程量。
　　
　　7 軟巖動(dòng)壓巷道錨注支護(hù)試驗(yàn)研究
　　
　　山東科技大學(xué)和兗州礦業(yè)（集團(tuán)）公司鮑店煤礦在分析軟巖動(dòng)壓巷道巖性、地應(yīng)力及支護(hù)因素的基礎(chǔ)上，提出了基于錨噴支護(hù)和注漿加固相結(jié)合的錨注加固支護(hù)方案及其機(jī)理，通過(guò)井下試驗(yàn)和動(dòng)壓作用使巷道保持穩(wěn)定，取得了較好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果，為軟巖動(dòng)壓巷道的支護(hù)提供了一種新的方法。
　　
　　軟巖動(dòng)壓巷道的支護(hù)是一個(gè)難題。錨注支護(hù)的實(shí)質(zhì)是錨桿兼作注漿管，其支護(hù)機(jī)理包括四個(gè)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(qiáng)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(qiáng)度，而且噴層的壁后充填密實(shí)，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(diǎn)而首先破壞；與原巖形成一個(gè)整體，在動(dòng)壓的作用下其振動(dòng)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(hù)，形成多層有效組合拱；注漿錨桿本身為全長(zhǎng)錨固，將多層組合拱聯(lián)成一個(gè)整體，共同承載，擴(kuò)大了支護(hù)結(jié)構(gòu)的有效承載范圍，提高了支護(hù)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(yàn)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(qiáng)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(hù)相結(jié)合代替金屬支架支護(hù)。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(jì)效果，但是其參數(shù)尚有待于優(yōu)化、底臌治理還需要進(jìn)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(guó)礦業(yè)大學(xué)設(shè)計(jì)的內(nèi)錨外注式錨桿，利用錨桿兼作注漿管對(duì)圍巖進(jìn)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(tuán)）公司鮑店煤礦的工程實(shí)踐證明，這種新型錨桿具有較高的初錨力，可以滯后于掘進(jìn)工作面在巷道圍巖變形發(fā)展到一定程度的時(shí)候再進(jìn)行注漿，是軟巖巷道、回采動(dòng)壓巷道的一種理想支護(hù)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(gè)部分。錨固段可以增大端頭的錨固力；注漿段分布有若干個(gè)孔洞，作為注漿時(shí)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(lái)實(shí)現(xiàn)封孔。在巷道剛掘出期間，該錨桿為端錨（或者近似全長(zhǎng)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(hù)的效果，使得封孔問題變得非常簡(jiǎn)單。當(dāng)巷道的變形量達(dá)到一定數(shù)值的時(shí)候，即在巷道周邊形成一定的松動(dòng)破裂范圍時(shí)，再對(duì)巷道的圍巖實(shí)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(hù)效果。安裝錨桿與注漿分為兩個(gè)工序進(jìn)行，互不干擾，不影響巷道的掘進(jìn)速度。
　　
　　鮑店煤礦1306軌道順槽沿著1308工作面的采空區(qū)掘進(jìn)，通過(guò)采取巷道超前錨桿注漿加固的措施，頂板下沉量由原來(lái)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(lái)降低了24%～46%，取得了良好的支護(hù)效果。
　　
　　9 鋼格柵支護(hù)技術(shù)在煤礦施工中的應(yīng)用
　　
　　兗州礦業(yè)（集團(tuán)）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(duì)施工造成了非常不利的影響，原設(shè)計(jì)的錨噴支護(hù)無(wú)法正常掘進(jìn)。煤炭工業(yè)南京設(shè)計(jì)研究院參考隧道施工先進(jìn)支護(hù)技術(shù)，在支護(hù)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(hù)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(chǎng)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(gè) 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(jí)強(qiáng)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(jìn)行超前支護(hù)（間距 350mm、長(zhǎng)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(jìn)行臨時(shí)固定，用雙股8#鐵絲綁扎長(zhǎng)2m的Φ50mm小導(dǎo)管，導(dǎo)管間距800mm；位置調(diào)好后，對(duì)準(zhǔn)連接孔，并將其緊固。按設(shè)計(jì)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(shí)鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)。噴射混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)要求，進(jìn)行下一循環(huán)作業(yè)。
　　
　　10 濟(jì)二礦巷道圍巖松動(dòng)圈測(cè)試研究
　　
　　兗州礦業(yè)（集團(tuán)）公司濟(jì)寧二號(hào)煤礦和山東省煤炭科學(xué)研究所開展了巷道圍巖松動(dòng)圈的測(cè)試與研究工作，分析了圍巖松動(dòng)圈的影響因素及其形成和發(fā)展的規(guī)律，為實(shí)現(xiàn)采準(zhǔn)巷道錨桿支護(hù)和全礦巷道支護(hù)的錨桿化提供了條件。
　　
　　濟(jì)寧二號(hào)煤礦位于濟(jì)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(hù)為主，采準(zhǔn)巷道采用工字鋼梯形棚支護(hù)。測(cè)試采用BA-II型圍巖松動(dòng)圈測(cè)試儀，每條巷道布置1個(gè)測(cè)區(qū)和3條觀測(cè)線。在此項(xiàng)課題的研究中，他們進(jìn)行了巷道圍巖松動(dòng)圈的影響因素分析，包括巖體強(qiáng)度、采深、支護(hù)形式對(duì)巷道圍巖松動(dòng)圈的影響和圍巖松動(dòng)圈隨時(shí)間變化的規(guī)律等。
　　
　　這項(xiàng)研究的結(jié)論如下：濟(jì)二煤礦的巷道圍巖松動(dòng)圈都屬于大、中松動(dòng)圈范圍，3層煤因受到地質(zhì)構(gòu)造的影響，巷道松動(dòng)圈的變化范圍大，在進(jìn)行錨網(wǎng)梁支護(hù)的時(shí)候應(yīng)當(dāng)根據(jù)具體的情況采取相應(yīng)的措施；濟(jì)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(dòng)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(dòng)圈值的60%～70%，因此要特別重視臨時(shí)支護(hù)，防止頂煤的冒落；巷道的圍巖松動(dòng)圈受到圍巖強(qiáng)度、地應(yīng)力等因素的影響，而且支護(hù)方式的不同也影響著松動(dòng)圈的大小，及時(shí)支護(hù)以提高初錨力對(duì)于圍巖的控制非常有利；巷道圍巖松動(dòng)圈的發(fā)展有一個(gè)時(shí)間過(guò)程，巷道開挖20天左右趨于穩(wěn)定，其松動(dòng)圈值也趨于定值；巷道兩幫的松動(dòng)圈大于頂板松動(dòng)圈，表明地應(yīng)力以垂直壓力為主。
　　
　　11 大巷變形和支護(hù)破壞原因研究
　　
　　兗州礦業(yè)（集團(tuán)）公司楊村煤礦針對(duì)本礦井下大巷變形和支護(hù)破壞顯現(xiàn)的特點(diǎn)，研究了大巷變形和支護(hù)破壞的原因及不同支護(hù)方式對(duì)圍巖的適應(yīng)性，并且提出了合理支護(hù)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(hù)段和錨噴網(wǎng)復(fù)合支護(hù)段各占 505，大巷變形嚴(yán)重，存在不同程度的支護(hù)破壞，其特點(diǎn)是上幫變形和支護(hù)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(hù)，因?yàn)榈靥幭蛐睒?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(guò)深入的分析，他們發(fā)現(xiàn)大巷變形和支護(hù)破壞的原因主要有：巖石自身的性質(zhì)、地應(yīng)力和采動(dòng)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(hù)方式的破壞情況可知，砌碹支護(hù)的適應(yīng)性最差，錨噴網(wǎng)架金屬棚復(fù)合支護(hù)次之，錨噴網(wǎng)支護(hù)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(jìn)行支護(hù)的合理措施：①布置大巷的時(shí)候，要選擇在比較堅(jiān)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(hù)巖（煤）柱，以減輕開采時(shí)動(dòng)壓的影響。②采用強(qiáng)度小的錨噴網(wǎng)支護(hù)，預(yù)留出巷道變形量200～300mm，為大巷的變形和二次支護(hù)創(chuàng)造了必要的條件，同時(shí)把握好第一次支護(hù)的質(zhì)量，掌握好第二次支護(hù)的時(shí)間。③加強(qiáng)光面爆破和控制爆破并且及時(shí)噴混凝土封閉圍巖，以減輕對(duì)圍巖的松動(dòng)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(hù)，采用反底拱或者下鋼梁鋪混凝土的支護(hù)方式。
　　
　　12 開拓大巷破壞治理技術(shù)
　　
　　兗州礦業(yè)（集團(tuán)）公司濟(jì)寧三號(hào)煤礦針對(duì)北部輔運(yùn)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(duì)其治理的錨網(wǎng)、噴漿及注漿聯(lián)合支護(hù)方案，并且成功地進(jìn)行了實(shí)踐，治理效果明顯，取得了良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。
　　
　　當(dāng)時(shí)，通往該礦主采工作面的唯一輔助運(yùn)行通道——北部輔運(yùn)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(wú)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(qiáng)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(shí)，形成與巖體分離的漿體薄殼，導(dǎo)致支護(hù)強(qiáng)度不足；④已采過(guò)的4301及 4302工作面與此巷平行且距離僅25m和75m，動(dòng)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(jì)斷面規(guī)格，并適當(dāng)擴(kuò)大巷道掘進(jìn)斷面，給巷道后期變形預(yù)留一定的變形空間；然后及時(shí)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(gè)整體。②錨網(wǎng)后隨即噴混凝土封閉圍巖，噴過(guò)15～20m后再進(jìn)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(hù)約30天后，采用全斷面布置注漿錨桿進(jìn)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(jìn)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(zhǎng)期穩(wěn)定，進(jìn)行注漿錨索加固補(bǔ)強(qiáng)。為了對(duì)錨注段巷道支護(hù)效果進(jìn)行檢測(cè)，在巷道內(nèi)設(shè)了6 組測(cè)點(diǎn)，每月測(cè)量一次。通過(guò)二年的觀測(cè)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(shí)測(cè)表明，錨注段基本處于穩(wěn)定狀態(tài)，錨注支護(hù)在巷修中的應(yīng)用是成功的，達(dá)到了預(yù)期的目的。

來(lái)源：資源網(wǎng)