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摘要：在大埋深、高地应力、断层带的软岩煤仓中，采用锚杆、锚网、锚索及喷浆+注树脂浆联合支护的形式。通过该联合支护形式把深部围岩强度调动起来，主动、有效强化围岩强度和保持围岩稳定，阻止围岩的进一步破碎及流变变形，加强围岩与支护体承载的强度，提高围岩的整体性和实现主动支护，增强主动承载能力。该联合支护形式有效的控制了煤仓的收敛变形及仓壁垮落现象，大大减少了维修量，提高了煤仓的服务年限。
关键词：高地应力 煤仓 联合支护 主动承载
平煤股份十一矿施工的二水平丁六采区由于受张庄逆断层和锅底山正断层的影响，其走向及倾角在东西方向上变化较大：53勘探线以东走向为N：325°，58勘探线以西走向为N：295°，其间区域为N：300°左右；52线以东煤层倾角相对较大为8～14°，一般为9°左右，56线以西次之，为7～10°，一般为8°左右，两勘探线之间相对较缓，为6～8°，一般为7°左右。区内存在范庄逆断层和张庄逆断层，走向分别为北偏西30～35°和北偏西40～17°，倾向均为北东向，倾角分别为20～30°和17～45°，落差分别为20米和20～52米，对采区影响较大。而丁5-6-22122煤仓在此影响范围内，该煤仓已经过多次不同形式的维修，围岩松动范围较大。
通过研究和确定方案，我们采用锚杆、锚网、锚索及喷浆+注树脂浆联合支护的形式。
1 维修煤仓联合支护应用可行性论证
1.1 煤仓围岩破坏机理研究分析
煤仓施工后，由于直径大，埋藏深应力重分布显现剧烈，周边径向应力降低，切向应力却增高，使应力圆迅速扩大至极限平衡状态。随着径向变形的产生，岩体进入塑性后，切向应力就不再增大，反而由于围岩强度逐渐降低而下降，使围岩形成破坏，当塑性区扩展到一定程度出现塑性破裂，岩石粘聚力和摩擦角相应降低，引起围岩松动，这时塑性形变承载力将转化为松动压力，且可能达到很大的数值，导致围岩失稳。初始支护采用锚杆喷支护或锚索喷支护或锚杆锚索喷联合支护，由于浇注混凝土支护刚度大，不能适应大直径煤仓开掘初期及应力峰值期变形速度快、变形量大的特点；在锚杆支护中，由于煤仓直径大埋藏深，浅部围岩变形迅速，从而降低了锚杆的锚固作用，使锚杆在很低锚固水平下工作，而且随着围岩的变形，围岩应力不断向深部迁移，锚固力不断散失。软岩巷道的大变形，特别是深部岩体和浅部岩体的非均匀变形在锚杆上产生较大的剪力，相应地要求锚杆提供更大的锚固力。被锚杆加固的围岩比较松软，其抗压强度低于地压应力值，围岩就要产生流动性变形，造成喷层脱落，继而片帮垮落，不能保持喷层及围岩表层的完整。围岩较松软破碎，无法实现锚杆的主动支护；另一方面，锚杆锚索喷联合支护虽然将扩大煤仓的支护范围，能把深部围岩强度调动起来，和浅部支护岩体共同作用，但锚杆锚索联合支护密度大，破坏了围岩的整体性，同时由于煤仓直径大埋藏深，使得锚杆、锚索遭到切向应力即剪切力破坏。
想要使得围岩最大限度地发挥其承载能力，又不使遭到松动破坏，必须使得支护体共同作用，加强支护体的屈服强度，减小围岩的流变变形，使围岩应力均匀分布承载体上。
对已经过长期修复治理的煤仓来说，因围岩的松动范围大，修复时不宜再采用让压支护，需要加大支护强度，扩大巷道的支护范围，把深部围岩强度调动起来，控制煤仓周围围岩的稳定性，提高围岩的整体性和自承载能力，并对围岩起到加固效果，实现对煤仓的主动支护。
我们通过二次支护采用注树脂浆支护，在大埋深、高地应力、断层带的软岩修复巷道中，采用注美固364与锚网索喷浆联合支护。通过注树脂浆（美固364）将破碎围岩胶结成整体，提高岩体粘聚力和内摩擦角，强化岩体的力学性能，最大限度地发挥围岩承载能力。采用锚网索喷浆，阻止围岩的进一步破碎，加强围岩与支护体承载的强度，阻止围岩的流变变形，提高围岩的整体性和自承载能力，实现主动支护，增强巷道的拉压能力。充分利用注浆材料的物理和化学性质，将破碎围岩胶结成整体，提高岩体粘聚力和内摩擦角，强化岩体的力学性能，最大限度地发挥围岩承载能力，提高了巷道施工速度，加强了煤仓支护，降低巷道失修率。
煤仓支护应遵循以下原则：提高围岩的残余强度；提
高围岩的自承能力；减小围岩中的应力集中；改善围岩的不均匀变形和应力集中。选择全锚网锚索喷浆+注树脂浆联合支护形式，加上科学的管理，完全能够在该条件下满足要求。
1.2 施工方案合理性分析
在借鉴其它矿经验的基础上，结合我矿的具体情况，以矿压观测值为基础，总结研究出“地质力学评估-初始设计-现场监测-信息反馈-修改设计”的动态设计方
法。
根据现场实际情况，首先对煤仓维修时采用锚网锚索喷浆支护，把深部围岩强度调动起来，主动、有效强化围岩强度和保持围岩稳定，阻止围岩的进一步破碎及流变变形，再采用二次支护注树脂浆支护，利用美固364抗压强度高，渗透能力强，凝结时间短的特点，不但有利于更大程度的发挥围岩体承载能力，强化岩体的力学性能，最大限度地发挥围岩承载能力。也有利于二次支护后流变状态围岩体应力的平衡，可充分发挥锚网锚索及喷浆+注树脂浆各自的最大支护和承载能力，该联合支护形式有效的控制了软岩煤仓的收敛变形、自重变形及仓体中部和底部易破碎现象，大大减少了维修量，提高了煤仓在该工作面的服务年限。
2 支护选型
二水平丁六采区煤仓的基本情况，其煤仓高度为35m，设计净断面直径为5m，掘进断面直径为5.7m，浇注壁厚为350mm，该煤仓容量为939.06t，一天平均出煤量为4000t左右；原煤仓支护为混凝土浇注支护。
2.1 维修支护断面图（附图1、附图2）
2.2 仓体支护参数
网采用Φ6mm钢筋焊接网，高强锚杆Φ22×2400mm每排16根，锚索Φ17.8×4500mm每排16根，间排距均为1000×800mm（附图1），注浆锚杆Φ20×4500mm每排16根，间排距为1000mm×1000mm（附图2）。
3 施工工艺及注意事项
3.1 施工顺序
首先人工将仓体失修和收敛部分扩帮至设计尺寸，第二步进行锚网锚索+初喷支护，第三步打注浆锚杆并注浆进行支护，第四步进行复喷至设计尺寸。
3.2 注浆标准及要求
①注浆以前应先布置好注浆管位置并依次编号后方可注浆。
②注浆采用美固364 Flex （硅酸盐）。
③注浆压力为1.5～2.5兆帕为准。
④注浆锚杆长度为4500mm，间排距为1000mm×1000mm。注浆孔布置见附图2。
⑤注浆锚杆间距误差不大于正负100mm，外露长度为50mm至80mm为准。
⑥注浆量要饱满充实，并以每个孔不发生跑浆、露浆为宜。
⑦封孔采用专用水泥药卷，每根锚杆配2个药卷，把药卷在清水中浸泡10至15秒，必须先抽掉纸芯，用手揉捏均匀后推入孔口，封住孔口中，封孔应严实。
4 效果观测
工程结束后对该软岩煤仓进行“十字”矿压观测法。每间隔5～6m设立一个测站，每站设立不少于2组测点，每组测点间距不超过1.5m，每组分别在东西和南北帮中部布设测点测量。
通过2012年10月至2013年4月测点观测数据的变化情况表明，6个月内南北帮收敛累计143mm，前期收敛变化量稳定，中期变化量较大，后期处于稳定状态；东西帮收敛量为119mm，同样是前期收敛变化量稳定，中期变化量较大，后期处于稳定状态。
实践表明该联合支护形式使软岩煤仓变形得到了有效控制，采用该技术后减少了煤仓维修的次数，增加了采区煤仓的服务年限。
参考文献：
[1]杨同友，庞家平，张进祥.深部煤仓快速修补技术[J].科技风，2009（20）.
[2]马宝童，陈丁河.锚网混凝土联合支护技术在矿井深部煤仓施工中的应用[J].煤炭工程，2005（10）.
[3]张璨，张农，许兴亮，李桂臣.高地应力破碎软岩巷道强化控制技术研究[J].采矿与安全工程学报，2010（01）.
作者简介：
张海志（1980-），男，河南社旗县人，本科，助理工程师，研究方向：煤矿支护技术管理。
关键词：高地应力 煤仓 联合支护 主动承载
平煤股份十一矿施工的二水平丁六采区由于受张庄逆断层和锅底山正断层的影响，其走向及倾角在东西方向上变化较大：53勘探线以东走向为N：325°，58勘探线以西走向为N：295°，其间区域为N：300°左右；52线以东煤层倾角相对较大为8～14°，一般为9°左右，56线以西次之，为7～10°，一般为8°左右，两勘探线之间相对较缓，为6～8°，一般为7°左右。区内存在范庄逆断层和张庄逆断层，走向分别为北偏西30～35°和北偏西40～17°，倾向均为北东向，倾角分别为20～30°和17～45°，落差分别为20米和20～52米，对采区影响较大。而丁5-6-22122煤仓在此影响范围内，该煤仓已经过多次不同形式的维修，围岩松动范围较大。
通过研究和确定方案，我们采用锚杆、锚网、锚索及喷浆+注树脂浆联合支护的形式。
1 维修煤仓联合支护应用可行性论证
1.1 煤仓围岩破坏机理研究分析
煤仓施工后，由于直径大，埋藏深应力重分布显现剧烈，周边径向应力降低，切向应力却增高，使应力圆迅速扩大至极限平衡状态。随着径向变形的产生，岩体进入塑性后，切向应力就不再增大，反而由于围岩强度逐渐降低而下降，使围岩形成破坏，当塑性区扩展到一定程度出现塑性破裂，岩石粘聚力和摩擦角相应降低，引起围岩松动，这时塑性形变承载力将转化为松动压力，且可能达到很大的数值，导致围岩失稳。初始支护采用锚杆喷支护或锚索喷支护或锚杆锚索喷联合支护，由于浇注混凝土支护刚度大，不能适应大直径煤仓开掘初期及应力峰值期变形速度快、变形量大的特点；在锚杆支护中，由于煤仓直径大埋藏深，浅部围岩变形迅速，从而降低了锚杆的锚固作用，使锚杆在很低锚固水平下工作，而且随着围岩的变形，围岩应力不断向深部迁移，锚固力不断散失。软岩巷道的大变形，特别是深部岩体和浅部岩体的非均匀变形在锚杆上产生较大的剪力，相应地要求锚杆提供更大的锚固力。被锚杆加固的围岩比较松软，其抗压强度低于地压应力值，围岩就要产生流动性变形，造成喷层脱落，继而片帮垮落，不能保持喷层及围岩表层的完整。围岩较松软破碎，无法实现锚杆的主动支护；另一方面，锚杆锚索喷联合支护虽然将扩大煤仓的支护范围，能把深部围岩强度调动起来，和浅部支护岩体共同作用，但锚杆锚索联合支护密度大，破坏了围岩的整体性，同时由于煤仓直径大埋藏深，使得锚杆、锚索遭到切向应力即剪切力破坏。
想要使得围岩最大限度地发挥其承载能力，又不使遭到松动破坏，必须使得支护体共同作用，加强支护体的屈服强度，减小围岩的流变变形，使围岩应力均匀分布承载体上。
对已经过长期修复治理的煤仓来说，因围岩的松动范围大，修复时不宜再采用让压支护，需要加大支护强度，扩大巷道的支护范围，把深部围岩强度调动起来，控制煤仓周围围岩的稳定性，提高围岩的整体性和自承载能力，并对围岩起到加固效果，实现对煤仓的主动支护。
我们通过二次支护采用注树脂浆支护，在大埋深、高地应力、断层带的软岩修复巷道中，采用注美固364与锚网索喷浆联合支护。通过注树脂浆（美固364）将破碎围岩胶结成整体，提高岩体粘聚力和内摩擦角，强化岩体的力学性能，最大限度地发挥围岩承载能力。采用锚网索喷浆，阻止围岩的进一步破碎，加强围岩与支护体承载的强度，阻止围岩的流变变形，提高围岩的整体性和自承载能力，实现主动支护，增强巷道的拉压能力。充分利用注浆材料的物理和化学性质，将破碎围岩胶结成整体，提高岩体粘聚力和内摩擦角，强化岩体的力学性能，最大限度地发挥围岩承载能力，提高了巷道施工速度，加强了煤仓支护，降低巷道失修率。
煤仓支护应遵循以下原则：提高围岩的残余强度；提
高围岩的自承能力；减小围岩中的应力集中；改善围岩的不均匀变形和应力集中。选择全锚网锚索喷浆+注树脂浆联合支护形式，加上科学的管理，完全能够在该条件下满足要求。
1.2 施工方案合理性分析
在借鉴其它矿经验的基础上，结合我矿的具体情况，以矿压观测值为基础，总结研究出“地质力学评估-初始设计-现场监测-信息反馈-修改设计”的动态设计方
法。
根据现场实际情况，首先对煤仓维修时采用锚网锚索喷浆支护，把深部围岩强度调动起来，主动、有效强化围岩强度和保持围岩稳定，阻止围岩的进一步破碎及流变变形，再采用二次支护注树脂浆支护，利用美固364抗压强度高，渗透能力强，凝结时间短的特点，不但有利于更大程度的发挥围岩体承载能力，强化岩体的力学性能，最大限度地发挥围岩承载能力。也有利于二次支护后流变状态围岩体应力的平衡，可充分发挥锚网锚索及喷浆+注树脂浆各自的最大支护和承载能力，该联合支护形式有效的控制了软岩煤仓的收敛变形、自重变形及仓体中部和底部易破碎现象，大大减少了维修量，提高了煤仓在该工作面的服务年限。
2 支护选型
二水平丁六采区煤仓的基本情况，其煤仓高度为35m，设计净断面直径为5m，掘进断面直径为5.7m，浇注壁厚为350mm，该煤仓容量为939.06t，一天平均出煤量为4000t左右；原煤仓支护为混凝土浇注支护。
2.1 维修支护断面图（附图1、附图2）
2.2 仓体支护参数
网采用Φ6mm钢筋焊接网，高强锚杆Φ22×2400mm每排16根，锚索Φ17.8×4500mm每排16根，间排距均为1000×800mm（附图1），注浆锚杆Φ20×4500mm每排16根，间排距为1000mm×1000mm（附图2）。
3 施工工艺及注意事项
3.1 施工顺序
首先人工将仓体失修和收敛部分扩帮至设计尺寸，第二步进行锚网锚索+初喷支护，第三步打注浆锚杆并注浆进行支护，第四步进行复喷至设计尺寸。
3.2 注浆标准及要求
①注浆以前应先布置好注浆管位置并依次编号后方可注浆。
②注浆采用美固364 Flex （硅酸盐）。
③注浆压力为1.5～2.5兆帕为准。
④注浆锚杆长度为4500mm，间排距为1000mm×1000mm。注浆孔布置见附图2。
⑤注浆锚杆间距误差不大于正负100mm，外露长度为50mm至80mm为准。
⑥注浆量要饱满充实，并以每个孔不发生跑浆、露浆为宜。
⑦封孔采用专用水泥药卷，每根锚杆配2个药卷，把药卷在清水中浸泡10至15秒，必须先抽掉纸芯，用手揉捏均匀后推入孔口，封住孔口中，封孔应严实。
4 效果观测
工程结束后对该软岩煤仓进行“十字”矿压观测法。每间隔5～6m设立一个测站，每站设立不少于2组测点，每组测点间距不超过1.5m，每组分别在东西和南北帮中部布设测点测量。
通过2012年10月至2013年4月测点观测数据的变化情况表明，6个月内南北帮收敛累计143mm，前期收敛变化量稳定，中期变化量较大，后期处于稳定状态；东西帮收敛量为119mm，同样是前期收敛变化量稳定，中期变化量较大，后期处于稳定状态。
实践表明该联合支护形式使软岩煤仓变形得到了有效控制，采用该技术后减少了煤仓维修的次数，增加了采区煤仓的服务年限。
参考文献：
[1]杨同友，庞家平，张进祥.深部煤仓快速修补技术[J].科技风，2009（20）.
[2]马宝童，陈丁河.锚网混凝土联合支护技术在矿井深部煤仓施工中的应用[J].煤炭工程，2005（10）.
[3]张璨，张农，许兴亮，李桂臣.高地应力破碎软岩巷道强化控制技术研究[J].采矿与安全工程学报，2010（01）.
作者简介：
张海志（1980-），男，河南社旗县人，本科，助理工程师，研究方向：煤矿支护技术管理。