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摘要：暗斜井掘进距离越长则巷道掘进过程中穿过的岩石层位越多，根据岩层的变化及时更改巷道的支护形式，什么性质的岩石采取什么样的巷道支护形式，根据岩性的变化选择符合现场实际、安全可靠、经济效益高的支护方式是暗斜井掘进需深入探讨的课题。本文总结了我矿南翼轨道暗斜井施工过程中适用的巷道支护方式。
关键词：暗斜井 穿层掘进 锚网喷支护
【分类号】：TU855
1.概况
鲍店煤矿南翼轨道暗斜井，为下组煤开拓巷道，设计断面形状为半圆拱形，采用锚网喷支护，设计长度767m，坡度12°，掘进至-590m水平变平，巷道净宽4.2m，巷道断面：S毛 =14.79m2 ，S净 =13.7m2，采用锚网喷支护。
2.地质情况
巷道掘进的岩（煤）层为一单斜构造，总体趋势为北高南低，岩（煤）层倾角较平缓，最大倾角为6°，最小为1°，平均3.5°。
3.支护形式
根据围岩松动圈理论，在原岩巷道开掘后在围岩中出现一个破碎区-围岩松动圈，其外是塑性极限平衡区及弹性区，支护的主要目的主要是控制松动圈发展过程中的碎胀变形。
巷道支护方式主要是有效控制围岩松动圈的扩大，對围岩进行加固或替换掉破碎围岩，改变围岩的应力状态和岩体强度。从支护形式看主要是对支护应力从时间和空间上进行叠加，首先实现对巷道的初期控制，然后待巷道围岩开挖后围岩应力达到初期平衡时在对围岩再次提供支护阻力，达到有效控制巷道围岩变形的目的。
巷道的支护形式取决于岩石力学性质、原岩完整性、节理层理的状态和特征以及巷道的用途和使用年限，根据南翼轨道暗斜井掘进支护经验可作为支护的依据。
南翼轨道暗斜井主要岩层物理性质
物理性质
岩石类型
硬度
碎膨胀系数
渗透系数
（cm/s）
抗压强度
（MPa）
抗拉强度
（MPa）
抗剪强度
（MPa）
泥岩
f=4
<1.2
10-4
4.9-49
2-4.9
1.08-16.2
细砂岩
f=6-8
1.3—1.5
2×10-7
103.9-143
5.5-17.6
17.4-53.4
粉细砂岩
f=6-8
1.3—1.5
10-8--10-9
36.3-54.9
1.3-2.4
6.86-11.5
石灰岩
f=10
1.5—1.8
<10-10
52.9-157.8
7.7-13.8
9.8-30.4
3.1石灰岩巷道的支护方式：
石灰岩的硬度较高，有较好的承载能力，所以在掘进过程中先进行锚网喷一次支护，再适时的进行喷浆二次支护。由于石灰岩的硬度高，巷道开掘后对围岩造成的破坏比较小，所以爆破后岩石的松动圈比较小，采用锚杆支护能够满足巷道支护强度的要求。
锚杆支护就是通过锚杆加固围岩提高围岩的强度，在围岩体中形成一个承载岩石的岩石拱把破裂的岩石限制在深部岩石上，在石灰岩这样低应力条件下可以达到巷道支护要求。
3.2细砂岩、粉砂岩巷道的支护方式：
细砂岩、粉砂岩的岩石物理性质比较接近，根据现场的实际条件可以采用相同的支护形式，岩石硬度较高，有较好的承载能力，所以在掘进过程中先进行锚网喷一次支护，再适时的进行喷浆二次支护。
3.3泥岩巷道的支护方式：
软岩巷道开掘后往往松动圈直径会比较大，巷道的收敛变形量较大，支护较困难，采用单一的支护形式很难起到支护效果。
由于顶板破碎，巷道顶板的变形很大，长时间后顶板的集中应力移往深部，为了避免锚杆支护强度的降低或失效，必须施工锚索加强支护，减缓巷道顶板变形，采用锚索支护的组合梁理论，增强巷道的支护强度，因为锚索锚固深度大，承载能力强，可以施加预紧力。它是把锚杆、喷浆料形成的加固拱悬吊于深部稳定岩层上，提高围岩的强度和稳定性，已达到巷道的长期稳定。从南翼轨道暗斜井支护效果上很容易看出：锚网喷+锚索联合支护方式在控制拱顶下沉方面要比锚网喷支护方式有效，锚网喷+锚索联合支护方式比较适用于煤矿的软岩巷道。
根据主要岩层物理性质确定巷道的支护方式表
岩石类型
支护方式
钢筋梯布置方式
锚固剂数量
泥岩
锚网喷+锚索
呈“#”字型布置
顶部2块，帮部2块
细砂岩
锚网喷
呈“一”字型布置
顶部1块，帮部1块
粉细砂岩
锚网喷
呈“一”字型布置
顶部1块，帮部1块
石灰岩
锚网喷
呈“一”字型布置
顶部1块，帮部1块
4.支护材料的选择及支护标准
4.1锚网支护：
①锚杆规格：根据计算顶部可采用ML IV 20/2000 Q/YZK 031型锚杆进行锚固。两帮可采用ML Ⅳ 20/1800 Q/YZK 031型锚杆进行锚固。
②锚杆间排距：顶部900×900mm（±50mm），帮部900×900mm（±50mm）；当为泥岩或岩性破碎时，缩小锚杆间排距执行为：顶部800×800mm（±50mm），帮部800×800mm（±50mm）。
③锚杆锚固方式：顶部选规格为MS CK 25/60 Q/YZK 033树脂药卷进行全锚。帮部选用规格为MS CK 25/60 Q/YZK 033的树脂药卷进行加长锚。
4.2锚索支护
①锚索：采用规格为SK 18/5-1700 Q/YZK 038锚索。
②锚索间排距：正常情况下，锚索间排距为2m×2m，一排两根。
③锚固方式：锚索锚固端采用3卷型号为MS CK 25/60 Q/YZK 033的树脂锚固剂进行锚固，锚固长度大于锚索长度的1/5，锚固端深入稳定岩体中不得少于1000mm，锚索露出托盘长度150～250mm。
④锚固力：每根锚索锚固力不得小于180kN，预紧力不得小于80kN。
4.3喷浆支护
喷射混凝土使用标号为R42.5硅酸盐普通水泥，沙为纯净的河沙，下井前要过筛，颗粒粗细均匀，含泥量按重量计算不大于3%。石子优选瓜子石作骨料，粒径5～10mm为宜，石子过筛，并用水冲洗干净，其配比为：水泥：砂子：石子=1：2：2。速凝剂型号为J85型，严禁使用受潮变质的速凝剂，掺入量为水泥用量的3～5%。
5.结语
暗斜井掘进最大的特点就是穿越岩层多，掘进过程中迎头岩性变化快，要根据岩层柱状预测图超前准备支护的材料，提前选择支护的方式，加强顶板管理工作，我矿南翼轨道暗斜井施工完成后的支护效果可以看出各个岩层巷道支护形式的选择是正确的，具有广泛的推广应用价值。
参考文献：
（1） 钱鸣高 石平武 矿山压力与岩层控制【M】 徐州：中国矿业大学出版社，2003。
作者简介：刘成章（1970-- ），山东潍坊人，工程师，1989年毕业于泰安煤炭工业学院地下采煤专业，现从事煤矿巷道开掘工作，电子邮箱：sunwei080808@163.com。
关键词：暗斜井 穿层掘进 锚网喷支护
【分类号】：TU855
1.概况
鲍店煤矿南翼轨道暗斜井，为下组煤开拓巷道，设计断面形状为半圆拱形，采用锚网喷支护，设计长度767m，坡度12°，掘进至-590m水平变平，巷道净宽4.2m，巷道断面：S毛 =14.79m2 ，S净 =13.7m2，采用锚网喷支护。
2.地质情况
巷道掘进的岩（煤）层为一单斜构造，总体趋势为北高南低，岩（煤）层倾角较平缓，最大倾角为6°，最小为1°，平均3.5°。
3.支护形式
根据围岩松动圈理论，在原岩巷道开掘后在围岩中出现一个破碎区-围岩松动圈，其外是塑性极限平衡区及弹性区，支护的主要目的主要是控制松动圈发展过程中的碎胀变形。
巷道支护方式主要是有效控制围岩松动圈的扩大，對围岩进行加固或替换掉破碎围岩，改变围岩的应力状态和岩体强度。从支护形式看主要是对支护应力从时间和空间上进行叠加，首先实现对巷道的初期控制，然后待巷道围岩开挖后围岩应力达到初期平衡时在对围岩再次提供支护阻力，达到有效控制巷道围岩变形的目的。
巷道的支护形式取决于岩石力学性质、原岩完整性、节理层理的状态和特征以及巷道的用途和使用年限，根据南翼轨道暗斜井掘进支护经验可作为支护的依据。
南翼轨道暗斜井主要岩层物理性质
物理性质
岩石类型
硬度
碎膨胀系数
渗透系数
（cm/s）
抗压强度
（MPa）
抗拉强度
（MPa）
抗剪强度
（MPa）
泥岩
f=4
<1.2
10-4
4.9-49
2-4.9
1.08-16.2
细砂岩
f=6-8
1.3—1.5
2×10-7
103.9-143
5.5-17.6
17.4-53.4
粉细砂岩
f=6-8
1.3—1.5
10-8--10-9
36.3-54.9
1.3-2.4
6.86-11.5
石灰岩
f=10
1.5—1.8
<10-10
52.9-157.8
7.7-13.8
9.8-30.4
3.1石灰岩巷道的支护方式：
石灰岩的硬度较高，有较好的承载能力，所以在掘进过程中先进行锚网喷一次支护，再适时的进行喷浆二次支护。由于石灰岩的硬度高，巷道开掘后对围岩造成的破坏比较小，所以爆破后岩石的松动圈比较小，采用锚杆支护能够满足巷道支护强度的要求。
锚杆支护就是通过锚杆加固围岩提高围岩的强度，在围岩体中形成一个承载岩石的岩石拱把破裂的岩石限制在深部岩石上，在石灰岩这样低应力条件下可以达到巷道支护要求。
3.2细砂岩、粉砂岩巷道的支护方式：
细砂岩、粉砂岩的岩石物理性质比较接近，根据现场的实际条件可以采用相同的支护形式，岩石硬度较高，有较好的承载能力，所以在掘进过程中先进行锚网喷一次支护，再适时的进行喷浆二次支护。
3.3泥岩巷道的支护方式：
软岩巷道开掘后往往松动圈直径会比较大，巷道的收敛变形量较大，支护较困难，采用单一的支护形式很难起到支护效果。
由于顶板破碎，巷道顶板的变形很大，长时间后顶板的集中应力移往深部，为了避免锚杆支护强度的降低或失效，必须施工锚索加强支护，减缓巷道顶板变形，采用锚索支护的组合梁理论，增强巷道的支护强度，因为锚索锚固深度大，承载能力强，可以施加预紧力。它是把锚杆、喷浆料形成的加固拱悬吊于深部稳定岩层上，提高围岩的强度和稳定性，已达到巷道的长期稳定。从南翼轨道暗斜井支护效果上很容易看出：锚网喷+锚索联合支护方式在控制拱顶下沉方面要比锚网喷支护方式有效，锚网喷+锚索联合支护方式比较适用于煤矿的软岩巷道。
根据主要岩层物理性质确定巷道的支护方式表
岩石类型
支护方式
钢筋梯布置方式
锚固剂数量
泥岩
锚网喷+锚索
呈“#”字型布置
顶部2块，帮部2块
细砂岩
锚网喷
呈“一”字型布置
顶部1块，帮部1块
粉细砂岩
锚网喷
呈“一”字型布置
顶部1块，帮部1块
石灰岩
锚网喷
呈“一”字型布置
顶部1块，帮部1块
4.支护材料的选择及支护标准
4.1锚网支护：
①锚杆规格：根据计算顶部可采用ML IV 20/2000 Q/YZK 031型锚杆进行锚固。两帮可采用ML Ⅳ 20/1800 Q/YZK 031型锚杆进行锚固。
②锚杆间排距：顶部900×900mm（±50mm），帮部900×900mm（±50mm）；当为泥岩或岩性破碎时，缩小锚杆间排距执行为：顶部800×800mm（±50mm），帮部800×800mm（±50mm）。
③锚杆锚固方式：顶部选规格为MS CK 25/60 Q/YZK 033树脂药卷进行全锚。帮部选用规格为MS CK 25/60 Q/YZK 033的树脂药卷进行加长锚。
4.2锚索支护
①锚索：采用规格为SK 18/5-1700 Q/YZK 038锚索。
②锚索间排距：正常情况下，锚索间排距为2m×2m，一排两根。
③锚固方式：锚索锚固端采用3卷型号为MS CK 25/60 Q/YZK 033的树脂锚固剂进行锚固，锚固长度大于锚索长度的1/5，锚固端深入稳定岩体中不得少于1000mm，锚索露出托盘长度150～250mm。
④锚固力：每根锚索锚固力不得小于180kN，预紧力不得小于80kN。
4.3喷浆支护
喷射混凝土使用标号为R42.5硅酸盐普通水泥，沙为纯净的河沙，下井前要过筛，颗粒粗细均匀，含泥量按重量计算不大于3%。石子优选瓜子石作骨料，粒径5～10mm为宜，石子过筛，并用水冲洗干净，其配比为：水泥：砂子：石子=1：2：2。速凝剂型号为J85型，严禁使用受潮变质的速凝剂，掺入量为水泥用量的3～5%。
5.结语
暗斜井掘进最大的特点就是穿越岩层多，掘进过程中迎头岩性变化快，要根据岩层柱状预测图超前准备支护的材料，提前选择支护的方式，加强顶板管理工作，我矿南翼轨道暗斜井施工完成后的支护效果可以看出各个岩层巷道支护形式的选择是正确的，具有广泛的推广应用价值。
参考文献：
（1） 钱鸣高 石平武 矿山压力与岩层控制【M】 徐州：中国矿业大学出版社，2003。
作者简介：刘成章（1970-- ），山东潍坊人，工程师，1989年毕业于泰安煤炭工业学院地下采煤专业，现从事煤矿巷道开掘工作，电子邮箱：sunwei080808@163.com。