【摘 要】安徽恒源煤电股份有限公司祁东煤矿地质条件复杂，各类巷道的维护问题突出，巷道工程质量已严重制约现代综合机械化开采水平的正常发挥。巷道的难维护问题主要表现在巷道持续变形，屡修屡坏，尤其底臌严重，影响开采、运输、通风等主要生产环节。针对巷道支护中的底臌问题，通过实地考察、技术论证，在顶帮锚杆、锚索加注浆的基础上对底板进行组合锚注加固。通过巷道试验及支护效果监测，变形量控制在100mm以内，取得了良好的经济、技术效果。
【关键词】工程师发表论文,高应力,软岩巷道,底臌治理,底板锚注
1 工程概况
祁东煤矿-500m运输石门，位于矿井西翼，巷道标高-504m，巷道设计长度1500米。巷道采用锚网喷索支护，跟中腰线施工，净宽×净高=3.6×2.8(m)，断面面积8.7m2。顶底板以深灰色、含植物化石的泥岩及灰色、块状、水平层理的粉砂岩为主，部分地段为节理性发育的细砂岩，地质条件复杂、构造较多，表现出极强的松、散、软、弱的特性，强度较低，遇水具有明显的软化、泥化和强膨胀现象。原支护方案为：顶板完整情况下，采用锚网喷索支护，半圆拱断面，帮顶锚杆均采用Φ20mm，长2.4m的左旋无纵筋等强螺纹钢树脂锚杆，间排距为700mm×700mm;顶板破碎情况下，锚网喷支护不能满足现场要求时，采用U29型棚支护，棚距700mm。实施该支护方案以来，局部构造带巷道变形较大，底鼓量达到950 mm，两帮移近量达到800 mm。经反复刷帮、卧底修护，巷道仍不断产生新的涨帮、底臌，严重影响了矿井西翼的煤炭运输。
2 底板破坏原因分析及对策
-500运输石门属高应力软岩巷道的范畴，其所处岩层的岩性为泥岩，泥岩遇水膨胀并发生泥化，地应力明显。巷道开挖后，破坏了原岩的应力平衡状态，周围岩体由三向受力变为二向受力，在应力的作用下，围岩向巷道空间收敛变形，并首先在支撑能力小的底板被突破发生位移，产生底臌。
通过对巷道破坏尤其底臌的主要原因分析研究，只有对症下药，才能药到病除。底板必须与顶帮形成一样的支护强度，才能使巷道断面受力均匀，但由于其空间位置所限，一般措施不可能达到顶帮一样的支护密度和强度，为此我们采用约1.8m×2m间排距的高强度组合锚索(一般深度十几米)紧固住类似顶帮喷层的铺在底板上的梁网砼体，并在梁网砼体下注浆加固，恢复底板下部岩石的强度，将这一方法称之为组合锚注加固技术，与顶帮支护形成有机的整体，使巷道整个断面受力均匀，保持巷道的稳定。
3 现场工业性实验
3.1 锚注加固内容
(1)顶帮采用锚、网、喷、注，个别变形严重段采用U型棚并喷浆、注浆加固。注浆加固深度不小于6m。
(2)底板组合锚索注浆加固。
因底板经过多次卧底比较松软破碎，直接打孔成孔困难，先对底板进行浅孔预注浆，为打锚索孔和深孔注浆承压创造条件。首先对底板浅部6m松动圈进行双液预注浆;之后施工组合锚索孔，安装组合锚索，下注浆管、封孔;利用锚索孔对底板深部进行双液注浆;将巷道底板卧至设计深度以下400mm，并依次铺钢筋网、铺底梁、上大、小托盘、索具张拉锚索;巷道底板浇砼至设计标高;待浇砼凝固后再对底板打6m浅孔进行二次注浆。
3.2 底板锚注施工
3.2.1 主要施工设备及材料
设备为QZJ-25架柱式气动钻机、QZB-15/40气动双液注浆泵、水泥搅拌机等及水泥、水玻璃注浆材料。
3.2.2 施工顺序
前期准备→底板浅部预注浆孔打眼及注浆 →组合锚索孔打眼→下组合锚索、端锚、封孔→组合锚索孔注浆→清底铺网、上底梁、上托盘、张拉→浇砼→砼下打眼注浆→结束。
3.2.3 底板预注浆孔及组合锚索布置参数
3.2.3.1 浅部预注浆孔参数
采用五花布置垂直孔，排距2.0m，每排3个孔，孔深为6m。
3.2.3.2 组合锚索布置参数
采用五花布置，组合锚索排距2.0m，巷道中心一组，两侧锚索间距1.8m。锚索孔参数：孔径Φ90mm，孔深为12.5m，中间孔为垂直孔，两边孔外摆15°。
见组合锚注布置示意图(图1)。
3.2.4 底板预注浆孔及组合锚索布置参数
3.2.4.1 前期准备
(1)将施工范围内的帮顶按有关要求检查并维护，达到安全作业标准;
(2)清理施工区域内的各种无用设施和设备，平整底板，底板不得有积水，如有则排干或填平;
(3)将压风(压力不低于0.6 MPa，风量不低于 20 m3/min)、水(压力不低于0.4MPa，有效流量不低于15m3/h)接至施工作业现场，间隔30m留一个压风(φ1.2寸球阀)、水(φ10球阀)接头。
3.2.4.2 底板组合锚索施工
(1)组合锚索规格形式
组合锚索选用3根直径为Φ17.8mm、长度为12.5m的钢绞线作为一束大锚索，头部3m段编制成串珠状，以利固结增强锚索拉力，间隔1m固定支架和卡箍，使锚索均匀支撑。每组锚索配用400×400×16mm和200×200×12mm钢托盘各一块，三孔索具1个。
(2)打锚索孔
用QZJ-25架柱式气动钻机配φ90mm钻头打到设计深度12.5m或稍深些。
(3)将按规格要求编制好的组合锚索推送入孔，直至孔底。如底板出水，采用全孔段注浆。
(4)用水泥编织袋堵塞锚索孔口，以防掉入杂物。
(5)取出塞孔水泥编织袋，下注浆管，用适量棉丝或水泥袋缠绕在锚索上，用钻杆将其推至距孔口2.5m深处，向孔内塞入水泥水玻璃塑胶泥并捣实进行封孔。
(6)通过预埋的深部注浆管对锚索孔深部进行注浆，注浆压力4～5MPa。
(7) 7天后铺设底网、工字钢底梁，安装托盘，索具进行张拉，要求单根拉力120KN。金属网采用Ф6.5圆钢焊制，网格规格为：100×100mm，网片规格：1000×1000mm(长×宽)，金属网间沿边交叉不小于100mm，并用10号铅丝捆扎。
