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【摘要】：朱集西煤矿为皖北煤电公司首个千米深井，是皖北煤电集团公司重要的接替矿井之一和“十二五”重要的经济增长点，矿井地质储量85578万t，可采储量43164.6万t。区内可采煤层12层，主要煤种为气煤和1/3焦煤，是优质的化工、动力和炼焦用煤。矿井设计生产能力400万t/a。其井底车场及相关开拓大巷埋深985m，受高地应力、构造应力、围岩岩性及施工等因素影响，巷道底鼓、顶沉、两帮收敛现象严重，围岩裂隙萌生及扩展较为迅速;通过“支控”一体考虑，优先从设计源头入手，及时运用“浅孔注浆”、“U型棚+注浆”、“组合锚索+深浅孔注浆”等进行联合补强支护，从而使深矿井开采达到安全、高产高效的目的。
【关键词】：围岩治理 支控一体 施工技术
一、深部巷道特点
深部综放沿空巷道，具有以下特点：
1.综放沿空巷道布置在靠近采空区的煤体中，巷道围岩结构破碎，在掘进和回采过程中，巷道将发生较大的变形;
2.对于综放沿空巷道而言，由于巷道上方为顶煤，上覆岩层运动波及的范围及影响程度相应地增大，回采过程中的矿压显现将更加剧烈;
3.综放工作面年产量多在100万t左右，开采强度大，机械设备体积较大，且所需风量剧增，这就要求巷道具有较大的断面;
4.深部综放沿空巷道埋深大，地应力相对较大。
朱集西煤矿是皖北煤电集团公司重要的接替矿井之一和“十二五”重要的经济增长点，矿井地质储量85578万t，可采储量43164.6万t。区内可采煤层12层，主要煤种为气煤和1/3焦煤，是优质的化工、动力和炼焦用煤。矿井设计生产能力400万t/a，设计服务年限77.1a，同步配套建设一座400万吨/年的选煤厂。
朱集西煤矿矿井采用立井分水平开拓方式，设主井、副井、矸石井及中央风井4个井筒，一水平标高为-962m，二水平标高暂定-1150m，井田可采煤层12层，煤层埋藏较深，地层倾角平缓，可采储量约4亿吨，设计生产能力为4.0Mt/a。
矿井-962m井底车场及-962m东西翼11煤大巷埋深985m，巷道形式为直墙半圆拱，巷道净宽为5200mm～5600mm、净高为4000mmm～4600mm;巷道围岩岩性主要为泥岩、粉砂岩和细砂岩。泥岩：深灰色，下部含紫红色花斑，滑面及擦痕发育，上部夹有薄层炭质泥岩，局部粉砂质含量较高，裂隙发育，易碎;粉砂岩：灰色，局部夹薄层细砂岩;细砂岩：灰白色，成分以石英为主，长石次之，局部与粉砂岩、泥岩互层。泥岩的抗压强度为19～69MPa，属软岩;粉砂岩抗压强度45.8～79.6MPa，属半坚硬岩;细砂岩抗压强度85～103MPa，属坚硬岩。
二、巷道围岩变形情况及原因分析
-962m井底车场及-962m东西翼11煤大巷部分巷道底鼓、顶沉、两帮收敛现象严重，围岩裂隙萌生及扩展较为迅速。根据初步统计，顶底板板移近量最快达32mm/d，底鼓量最大达1500mm，两帮收敛量最大达1200mm。通过周围巷道对比及围岩岩性等因素分析，初步认为有以下几种原因：
2.1地应力：开采水平较深，地应力显现较为明显，目前测得最大主应力值达35MPa;围岩开挖卸荷导致围岩力学性质迅速劣化，围岩破碎区和塑性区增大。
2.2围岩岩性：泥岩强度较低，承载性能较差，遇水膨胀、风化，加快了巷道变形速度，对巷道整体破坏较大。主井马头门、西轨一号交岔点等处表现得较为突出。主井马头门两帮收敛（支护为砼浇筑，强度为C50），由原净宽×净高=4200×4600mm收敛为3100×4500mm;钢板弯曲变形、大面积暴皮、钢筋及化学浆裸露;而与此同水平的副井马头门由于整体处于细砂岩中，巷道基本没变形。
2.3断层构造：受断层带附近岩性破碎及构造应力影响，巷道不易维护。等候硐室南通道、内外水仓上口及东翼11煤回风大巷等处就是个很好的例证。特别是等候硐室南通道受FD84断层影响，巷道卧底3次后仍在底鼓，1个月后，巷道底鼓量又恢复到原有水平，而与此相距仅30m的等候硐室北通道基本没变形。
2.4支护强度：现我矿锚索为φ22m高强度低松弛预应力锚索、锚杆为φ22mm高强预应力锚杆，刚性支架为36U型棚，网片为φ8mm螺纹钢加工，锚杆、锚索密集支护间排距为700mm×700mm（正常段锚索间排距为1400mm×1400mm），单从支护强度来看，在两淮矿区应该算较高的了，但锚杆、锚索断裂现象仍时有发生。
三、巷道围岩“支控”技术
3.1、主要措施
通过上述情况及分析来看，减小巷道围岩变形量主要有以下两种途径：
①联合补强支护：对于已开挖的巷道，及时进行一次支护，恢复巷道围岩三向应力状态，加强围岩自身的承载性能，另外也应及时进行二次、三次甚至多次补强支护，通过“浅孔注浆”、“U型棚+注浆”、“组合锚索+深浅孔注浆”等手段进一步改善围岩的应力状态、加大支护强度。
②控制层位：对于未施工的巷道，应优化巷道布局，把巷道尽量布置在坚硬砂岩中（K3砂岩），主动增加围岩自身的强度，减少巷道后期被动维护工程量。树立“保底固顶”思想，从矿现有情况来看，大巷顶帮采用补强加固等手段，基本可满足生产需要，而底鼓则是巷道治理的难点。在条件限制情况下，若巷道整体不能处于砂岩中，巷道底板应尽量保留3m左右砂岩，巷道顶板进行补强加固。
3.2、控制层位后的巷道支护参数
西翼11煤胶带大巷、西翼11煤矸石大巷调整坡度进入K3砂岩层位，西翼11煤轨道大巷调整巷道方位使巷道底部留有3m左右的硬砂岩，其支护参数为：锚杆间排距700mm×700mm，锚索间排距为2100mm×2100mm或2100mm×1400mm（巷道顶部若有3m以上的硬砂岩，锚索可以不打），底板基本不需要进行加固。
四、实施效果
对于岩性较差的巷道，采用多种联合补强支护后，通过近年来的现场监测，巷道帮部变形基本控制在100mm左右，巷道底鼓基本控制在150mm左右，控制巷道变形效果比较明显，基本满足了矿井安全需要。
对于优化控制层位的巷道，巷道比较稳定，基本不需要修护，安全效益及经济效益非常明显。以矿施工的西翼11煤胶带大巷、西翼11煤矸石大巷为例：平均每米巷道比层位优化前少打约5根锚索，每根锚索施工成本约为688.29元（含人工成本），减少了成本投入（若考虑巷道二次修护所消耗的大量物力、人力及工期，其经济效益更加明显），其次作业现场安全环境得到极大改善，安全质量标准化水平明显提升。
五、结束语
1、采用多种联合补强支护后，控制巷道变形效果比较明显，其关键点就是要抓住注浆的时机，巷道围岩变形量超过30～80mm，就应及时注浆。
2、对于底鼓巷道，采用“组合锚索+深浅孔注浆”达到了预期使用效果。
3、优化控制巷道层位，巷道底板留有3m以上的硬砂岩（保底固顶）基本能够抵抗高地应力对底板的破坏，能够弱化巷道底鼓和两帮收敛相互影响程度，对于巷道维护非常有利。减少了巷道二次修护工程，取得了较好的效果。
参考文献：
【1】罗秀华，煤矿深井巷道支护技术探究《科技与企业》2012年12期
【2】武名，浅谈煤矿深井围岩控制技术，《商品与质量》2011年07期
【3】张辉，超千米深井高应力巷道底鼓机理及锚固技术研究《中国矿业大学（北京）》2013年12期。
作者简介：余世亮，（1965.10）男，汉族，大学专科，安徽六安人，毕业于安徽理工大学采矿系。主要从事煤矿采掘技术与安全管理工作。
【关键词】：围岩治理 支控一体 施工技术
一、深部巷道特点
深部综放沿空巷道，具有以下特点：
1.综放沿空巷道布置在靠近采空区的煤体中，巷道围岩结构破碎，在掘进和回采过程中，巷道将发生较大的变形;
2.对于综放沿空巷道而言，由于巷道上方为顶煤，上覆岩层运动波及的范围及影响程度相应地增大，回采过程中的矿压显现将更加剧烈;
3.综放工作面年产量多在100万t左右，开采强度大，机械设备体积较大，且所需风量剧增，这就要求巷道具有较大的断面;
4.深部综放沿空巷道埋深大，地应力相对较大。
朱集西煤矿是皖北煤电集团公司重要的接替矿井之一和“十二五”重要的经济增长点，矿井地质储量85578万t，可采储量43164.6万t。区内可采煤层12层，主要煤种为气煤和1/3焦煤，是优质的化工、动力和炼焦用煤。矿井设计生产能力400万t/a，设计服务年限77.1a，同步配套建设一座400万吨/年的选煤厂。
朱集西煤矿矿井采用立井分水平开拓方式，设主井、副井、矸石井及中央风井4个井筒，一水平标高为-962m，二水平标高暂定-1150m，井田可采煤层12层，煤层埋藏较深，地层倾角平缓，可采储量约4亿吨，设计生产能力为4.0Mt/a。
矿井-962m井底车场及-962m东西翼11煤大巷埋深985m，巷道形式为直墙半圆拱，巷道净宽为5200mm～5600mm、净高为4000mmm～4600mm;巷道围岩岩性主要为泥岩、粉砂岩和细砂岩。泥岩：深灰色，下部含紫红色花斑，滑面及擦痕发育，上部夹有薄层炭质泥岩，局部粉砂质含量较高，裂隙发育，易碎;粉砂岩：灰色，局部夹薄层细砂岩;细砂岩：灰白色，成分以石英为主，长石次之，局部与粉砂岩、泥岩互层。泥岩的抗压强度为19～69MPa，属软岩;粉砂岩抗压强度45.8～79.6MPa，属半坚硬岩;细砂岩抗压强度85～103MPa，属坚硬岩。
二、巷道围岩变形情况及原因分析
-962m井底车场及-962m东西翼11煤大巷部分巷道底鼓、顶沉、两帮收敛现象严重，围岩裂隙萌生及扩展较为迅速。根据初步统计，顶底板板移近量最快达32mm/d，底鼓量最大达1500mm，两帮收敛量最大达1200mm。通过周围巷道对比及围岩岩性等因素分析，初步认为有以下几种原因：
2.1地应力：开采水平较深，地应力显现较为明显，目前测得最大主应力值达35MPa;围岩开挖卸荷导致围岩力学性质迅速劣化，围岩破碎区和塑性区增大。
2.2围岩岩性：泥岩强度较低，承载性能较差，遇水膨胀、风化，加快了巷道变形速度，对巷道整体破坏较大。主井马头门、西轨一号交岔点等处表现得较为突出。主井马头门两帮收敛（支护为砼浇筑，强度为C50），由原净宽×净高=4200×4600mm收敛为3100×4500mm;钢板弯曲变形、大面积暴皮、钢筋及化学浆裸露;而与此同水平的副井马头门由于整体处于细砂岩中，巷道基本没变形。
2.3断层构造：受断层带附近岩性破碎及构造应力影响，巷道不易维护。等候硐室南通道、内外水仓上口及东翼11煤回风大巷等处就是个很好的例证。特别是等候硐室南通道受FD84断层影响，巷道卧底3次后仍在底鼓，1个月后，巷道底鼓量又恢复到原有水平，而与此相距仅30m的等候硐室北通道基本没变形。
2.4支护强度：现我矿锚索为φ22m高强度低松弛预应力锚索、锚杆为φ22mm高强预应力锚杆，刚性支架为36U型棚，网片为φ8mm螺纹钢加工，锚杆、锚索密集支护间排距为700mm×700mm（正常段锚索间排距为1400mm×1400mm），单从支护强度来看，在两淮矿区应该算较高的了，但锚杆、锚索断裂现象仍时有发生。
三、巷道围岩“支控”技术
3.1、主要措施
通过上述情况及分析来看，减小巷道围岩变形量主要有以下两种途径：
①联合补强支护：对于已开挖的巷道，及时进行一次支护，恢复巷道围岩三向应力状态，加强围岩自身的承载性能，另外也应及时进行二次、三次甚至多次补强支护，通过“浅孔注浆”、“U型棚+注浆”、“组合锚索+深浅孔注浆”等手段进一步改善围岩的应力状态、加大支护强度。
②控制层位：对于未施工的巷道，应优化巷道布局，把巷道尽量布置在坚硬砂岩中（K3砂岩），主动增加围岩自身的强度，减少巷道后期被动维护工程量。树立“保底固顶”思想，从矿现有情况来看，大巷顶帮采用补强加固等手段，基本可满足生产需要，而底鼓则是巷道治理的难点。在条件限制情况下，若巷道整体不能处于砂岩中，巷道底板应尽量保留3m左右砂岩，巷道顶板进行补强加固。
3.2、控制层位后的巷道支护参数
西翼11煤胶带大巷、西翼11煤矸石大巷调整坡度进入K3砂岩层位，西翼11煤轨道大巷调整巷道方位使巷道底部留有3m左右的硬砂岩，其支护参数为：锚杆间排距700mm×700mm，锚索间排距为2100mm×2100mm或2100mm×1400mm（巷道顶部若有3m以上的硬砂岩，锚索可以不打），底板基本不需要进行加固。
四、实施效果
对于岩性较差的巷道，采用多种联合补强支护后，通过近年来的现场监测，巷道帮部变形基本控制在100mm左右，巷道底鼓基本控制在150mm左右，控制巷道变形效果比较明显，基本满足了矿井安全需要。
对于优化控制层位的巷道，巷道比较稳定，基本不需要修护，安全效益及经济效益非常明显。以矿施工的西翼11煤胶带大巷、西翼11煤矸石大巷为例：平均每米巷道比层位优化前少打约5根锚索，每根锚索施工成本约为688.29元（含人工成本），减少了成本投入（若考虑巷道二次修护所消耗的大量物力、人力及工期，其经济效益更加明显），其次作业现场安全环境得到极大改善，安全质量标准化水平明显提升。
五、结束语
1、采用多种联合补强支护后，控制巷道变形效果比较明显，其关键点就是要抓住注浆的时机，巷道围岩变形量超过30～80mm，就应及时注浆。
2、对于底鼓巷道，采用“组合锚索+深浅孔注浆”达到了预期使用效果。
3、优化控制巷道层位，巷道底板留有3m以上的硬砂岩（保底固顶）基本能够抵抗高地应力对底板的破坏，能够弱化巷道底鼓和两帮收敛相互影响程度，对于巷道维护非常有利。减少了巷道二次修护工程，取得了较好的效果。
参考文献：
【1】罗秀华，煤矿深井巷道支护技术探究《科技与企业》2012年12期
【2】武名，浅谈煤矿深井围岩控制技术，《商品与质量》2011年07期
【3】张辉，超千米深井高应力巷道底鼓机理及锚固技术研究《中国矿业大学（北京）》2013年12期。
作者简介：余世亮，（1965.10）男，汉族，大学专科，安徽六安人，毕业于安徽理工大学采矿系。主要从事煤矿采掘技术与安全管理工作。