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[摘要]通过对杨柳煤矿106采区回风大巷在复杂条件下软岩巷道修复中所遇到的技术难题进行研究，结合现场实际情况，提出了喷浆+锚网喷+注浆锚索复合支护的修复措施，有效地控制了软岩巷道的变形量，确保了软岩巷道的有效使用，为今后矿井软岩巷道修复提供了可靠的技术保障。
[关键词]软岩；复合支护；变形；技术保障
中图分类号：TU7 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）05-0139-01
前言
随着我国矿井开采深度逐年增加，巷道的围岩应力也随开采深度的增加而增大，岩体的应力近似于近水平应力状态，多数的岩层性质都接近于软岩，巷道的开挖，原岩应力状态被破坏，切向应力增大的同时，径向应力减小，发生内应力释放和回弹，并引起相应的应力调整和变形，围岩条件变得更加复杂，出现了矿压显现十分强烈、巷道变形急剧增大、巷道底鼓及巷道两帮片帮严重。严重危害了巷道围岩的稳定性和巷道维护。
在软弱围岩中施工巷道，掘进较容易，维护却极其困难。采用常规的支护方案、支护形式及支护参数往往不能取得良好的支护效果，造成巷道失修严重，巷道破坏形式多样，危及矿井安全。为保证矿井生产安全，矿井不得不抽调部分掘进队从事修护工作，不但浪费了大量的人力、物力、财力，影响矿井的正常生产接替，还严重制约了矿井的灾害治理工程实施和安全生产。因此深部软岩巷道修复问题成为矿井安全生产的重要问题之一。
1、工程概况
淮北矿业集团杨柳煤矿106采区回风大巷服务于106采区，同时其作为104采区10416机巷抽采巷。106采区回风大巷布置在10煤底板下20m左右岩层中。10煤层为106采区主要可采煤层，位于山西组的中部，上距铝质泥岩平均57.60m。下距太原组一灰顶界面平均53.34m。10煤层底板下3～12m局部发育薄煤层，极不稳定，老底岩性以粉砂岩为主，占58.6%；其次为细砂岩、砂泥岩互层，占24.1%；泥岩老底较少，占10.3%。直接底岩性以泥岩为主，其次为粉砂岩，厚度为0.25～0.87m。底板局部存在有软弱夹层及断层破碎带。
106采区巷道断面设计净宽×净高=5000×3900mm，采用锚网喷支护，受地压及采动影响，巷道顶、帮离层开裂，底鼓严重，变形后断面净宽×净高=3800×3100mm，已不能满足安全生产的需要，急需对巷道进行修复。
2、巷道破坏原因分析
1）地质构造复杂，原始地应力大
原始地应力包括上覆岩层的重力场应力及地质构造应力两大部分，重力场应力仅与上覆岩层及采深有关，构造应力是长期的地质构造运动产生的残余应力，采区的地质构造越复杂、越活跃，则构造应力越大。
106采区回风大巷设计层位约为-600m，地表标高约+27m，则106采区回风大巷埋深约为627m，若上覆岩层平均密度按2700kg/m3考虑，在不考虑构造及采动影响的前提下，垂直应力：σz=γH（式中γ-上覆岩层的平均体积力，KN/m3；H-距地表深度，m），则理论上围岩所处垂直应力约为16.9Mpa，原始地应力大。
另外，根据杨柳煤矿目前生产情况，各掘进工作面矿压平均为10MPa，106采区与104采区相邻，10414回采工作面矿压平均为27 MPa。10煤顶平均发育有两层巨厚岩浆岩，生产过程中有可能产生冲击地压，因此106采区回风大巷存在较高的地质构造应力。
2）采动影响
根据矿井采区巷道布置，采区布置三条大巷，巷道之间的水平间距为30m～40m，相距较近，彼此产生次生应力叠加；此外，106采区虽为单翼布置，但106采区与104采区相邻，106采区回风大巷还同时作为104采区10416机巷抽采巷，为减小工作面开采对采区主体巷道围岩稳定性的影响，在采区主体巷道上方留有大量不规则形状的保护煤柱。已有研究结果表明，工作面回采后在煤柱内形成的支承压力往往数倍于原岩应力，假设应力集中系数为2.0，则垂直应力峰值将达到33.8Mpa。由于煤柱内积聚的叠加支承压力将向底板进行传递，采区上方留设的保护煤柱非但没有起到很好地保护作用，反而使得采区主体巷道所处的应力水平显著增高，从而导致106采区回风大巷很难维护甚至遭到破坏。
3）巷道围岩岩性的影响
106采区回风大巷位于10煤底板，底板局部存在有软弱夹层及断层破碎带，巷道围岩岩性虽以粉砂岩为主，细砂岩、砂泥岩互层为辅，根据矿井《106采区地质说明书》中提供的10煤底板岩石物理力学性质试验报告表数据显示，10煤底板岩石普氏硬度系数，细砂岩为5.61，粉砂岩为4.60。围岩的力学性质、工程特性较差，岩体强度较低，经过高地压、动压的破坏，致使岩体内部节理裂隙发育，松动范围扩大，造成支护体结构的失稳。
3、巷道修复支护方案及支护参数
1）巷道修复支护形式
采用喷浆+锚网喷+注浆锚索复合支护形式。
2）支护参数
先一次喷浆封闭，喷厚40mm，喷砼强度C20。
然后挂网，打锚杆，锚杆为Φ22×2800ram等强锚杆，材质为无纵筋螺纹钢金属杆体，锚杆间排距为800×800mm（误差±100mm），锚杆垂直于巷道轮廓线，角度不小于75°。外露以10～40mm为宜，锚固力不小于80KN，扭矩不小于300N·m。金属网采用Φ6.5mm圆钢制作，规格：长×宽=1700×1200mm，网格尺寸：150×150ram，顺茬搭接，压茬150mm，并用双股12#铁丝捆扎牢固，间距不大于300mm。
注漿锚索规格Φ22×L6300mm。间排距：1600×1600mm，每排打3根，每孔使用1卷K2550型和2卷Z2550型树脂锚固剂，托盘规格为300×300×16mm，锚索外露长不大于350mm，预紧力不小于100KN。注浆采用PO 42.5普通硅酸盐水泥，水灰比1：1。注浆压力不超过4.5Mpa，注浆量以不发生大量跑浆为准。
4、巷道修复支护原则及指导思想
针对巷道围岩已发生高应力破胀变形、围岩裂隙发育、可注性强等特点，实行围岩锚注加固，主动提高巷道围岩的残余强度和完整性。
前期喷浆，主要是充填粘结作用、封闭作用、结构作用。起到临时支护的效果。
锚网喷支护实质是用锚杆加固深部围岩，围岩的支护抗力主要由锚杆及时提供，增加金属网在于改善喷射混凝土性能，增大喷射混凝土的整体性和抗弯、抗拉、抗剪的性能，从而提高了内拱的支撑力，同时金属网的增加，使喷层不易开裂，从而更好的起到防风化、防水和防止锚杆间岩体的松动掉落，达到封闭围岩和充分发挥锚杆支护作用的目的。
5、结束语
杨柳煤矿106采区回风大巷修复在运用此项修复技术措施以来，巷道支护效果明显，且未出现巷道掉浆皮现象，巷道变形量小，满足了安全生产的要求，为矿井的安全，高产高效生产提供了有力的技术保障，同时也为深部软岩巷道修复积累了宝贵的经验，可在类似地质条件下软岩巷道修复中借鉴应用。
[关键词]软岩；复合支护；变形；技术保障
中图分类号：TU7 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）05-0139-01
前言
随着我国矿井开采深度逐年增加，巷道的围岩应力也随开采深度的增加而增大，岩体的应力近似于近水平应力状态，多数的岩层性质都接近于软岩，巷道的开挖，原岩应力状态被破坏，切向应力增大的同时，径向应力减小，发生内应力释放和回弹，并引起相应的应力调整和变形，围岩条件变得更加复杂，出现了矿压显现十分强烈、巷道变形急剧增大、巷道底鼓及巷道两帮片帮严重。严重危害了巷道围岩的稳定性和巷道维护。
在软弱围岩中施工巷道，掘进较容易，维护却极其困难。采用常规的支护方案、支护形式及支护参数往往不能取得良好的支护效果，造成巷道失修严重，巷道破坏形式多样，危及矿井安全。为保证矿井生产安全，矿井不得不抽调部分掘进队从事修护工作，不但浪费了大量的人力、物力、财力，影响矿井的正常生产接替，还严重制约了矿井的灾害治理工程实施和安全生产。因此深部软岩巷道修复问题成为矿井安全生产的重要问题之一。
1、工程概况
淮北矿业集团杨柳煤矿106采区回风大巷服务于106采区，同时其作为104采区10416机巷抽采巷。106采区回风大巷布置在10煤底板下20m左右岩层中。10煤层为106采区主要可采煤层，位于山西组的中部，上距铝质泥岩平均57.60m。下距太原组一灰顶界面平均53.34m。10煤层底板下3～12m局部发育薄煤层，极不稳定，老底岩性以粉砂岩为主，占58.6%；其次为细砂岩、砂泥岩互层，占24.1%；泥岩老底较少，占10.3%。直接底岩性以泥岩为主，其次为粉砂岩，厚度为0.25～0.87m。底板局部存在有软弱夹层及断层破碎带。
106采区巷道断面设计净宽×净高=5000×3900mm，采用锚网喷支护，受地压及采动影响，巷道顶、帮离层开裂，底鼓严重，变形后断面净宽×净高=3800×3100mm，已不能满足安全生产的需要，急需对巷道进行修复。
2、巷道破坏原因分析
1）地质构造复杂，原始地应力大
原始地应力包括上覆岩层的重力场应力及地质构造应力两大部分，重力场应力仅与上覆岩层及采深有关，构造应力是长期的地质构造运动产生的残余应力，采区的地质构造越复杂、越活跃，则构造应力越大。
106采区回风大巷设计层位约为-600m，地表标高约+27m，则106采区回风大巷埋深约为627m，若上覆岩层平均密度按2700kg/m3考虑，在不考虑构造及采动影响的前提下，垂直应力：σz=γH（式中γ-上覆岩层的平均体积力，KN/m3；H-距地表深度，m），则理论上围岩所处垂直应力约为16.9Mpa，原始地应力大。
另外，根据杨柳煤矿目前生产情况，各掘进工作面矿压平均为10MPa，106采区与104采区相邻，10414回采工作面矿压平均为27 MPa。10煤顶平均发育有两层巨厚岩浆岩，生产过程中有可能产生冲击地压，因此106采区回风大巷存在较高的地质构造应力。
2）采动影响
根据矿井采区巷道布置，采区布置三条大巷，巷道之间的水平间距为30m～40m，相距较近，彼此产生次生应力叠加；此外，106采区虽为单翼布置，但106采区与104采区相邻，106采区回风大巷还同时作为104采区10416机巷抽采巷，为减小工作面开采对采区主体巷道围岩稳定性的影响，在采区主体巷道上方留有大量不规则形状的保护煤柱。已有研究结果表明，工作面回采后在煤柱内形成的支承压力往往数倍于原岩应力，假设应力集中系数为2.0，则垂直应力峰值将达到33.8Mpa。由于煤柱内积聚的叠加支承压力将向底板进行传递，采区上方留设的保护煤柱非但没有起到很好地保护作用，反而使得采区主体巷道所处的应力水平显著增高，从而导致106采区回风大巷很难维护甚至遭到破坏。
3）巷道围岩岩性的影响
106采区回风大巷位于10煤底板，底板局部存在有软弱夹层及断层破碎带，巷道围岩岩性虽以粉砂岩为主，细砂岩、砂泥岩互层为辅，根据矿井《106采区地质说明书》中提供的10煤底板岩石物理力学性质试验报告表数据显示，10煤底板岩石普氏硬度系数，细砂岩为5.61，粉砂岩为4.60。围岩的力学性质、工程特性较差，岩体强度较低，经过高地压、动压的破坏，致使岩体内部节理裂隙发育，松动范围扩大，造成支护体结构的失稳。
3、巷道修复支护方案及支护参数
1）巷道修复支护形式
采用喷浆+锚网喷+注浆锚索复合支护形式。
2）支护参数
先一次喷浆封闭，喷厚40mm，喷砼强度C20。
然后挂网，打锚杆，锚杆为Φ22×2800ram等强锚杆，材质为无纵筋螺纹钢金属杆体，锚杆间排距为800×800mm（误差±100mm），锚杆垂直于巷道轮廓线，角度不小于75°。外露以10～40mm为宜，锚固力不小于80KN，扭矩不小于300N·m。金属网采用Φ6.5mm圆钢制作，规格：长×宽=1700×1200mm，网格尺寸：150×150ram，顺茬搭接，压茬150mm，并用双股12#铁丝捆扎牢固，间距不大于300mm。
注漿锚索规格Φ22×L6300mm。间排距：1600×1600mm，每排打3根，每孔使用1卷K2550型和2卷Z2550型树脂锚固剂，托盘规格为300×300×16mm，锚索外露长不大于350mm，预紧力不小于100KN。注浆采用PO 42.5普通硅酸盐水泥，水灰比1：1。注浆压力不超过4.5Mpa，注浆量以不发生大量跑浆为准。
4、巷道修复支护原则及指导思想
针对巷道围岩已发生高应力破胀变形、围岩裂隙发育、可注性强等特点，实行围岩锚注加固，主动提高巷道围岩的残余强度和完整性。
前期喷浆，主要是充填粘结作用、封闭作用、结构作用。起到临时支护的效果。
锚网喷支护实质是用锚杆加固深部围岩，围岩的支护抗力主要由锚杆及时提供，增加金属网在于改善喷射混凝土性能，增大喷射混凝土的整体性和抗弯、抗拉、抗剪的性能，从而提高了内拱的支撑力，同时金属网的增加，使喷层不易开裂，从而更好的起到防风化、防水和防止锚杆间岩体的松动掉落，达到封闭围岩和充分发挥锚杆支护作用的目的。
5、结束语
杨柳煤矿106采区回风大巷修复在运用此项修复技术措施以来，巷道支护效果明显，且未出现巷道掉浆皮现象，巷道变形量小，满足了安全生产的要求，为矿井的安全，高产高效生产提供了有力的技术保障，同时也为深部软岩巷道修复积累了宝贵的经验，可在类似地质条件下软岩巷道修复中借鉴应用。