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摘要：分析研究中马村矿27采区的27轨道下山，29、39采区的29轨道下山、39轨道下山，受采动影响及变形严重的原因，提出了采用复合支护方案，采用锚网（索）喷与架环形U36型钢棚以及壁后注浆复合支护形式。一次支护采用锚网（索）喷支护，待围岩基本稳定后再进行架环形U36型钢棚，最后进行壁后注浆和浇筑混凝土。该支护形式能有效控制松动圈的扩大，增强了巷道围岩的稳定性。掘进或者扩修后巷道收敛变形得到了有效控制，支护效果良好。
关键词：岩巷扩修 复合支护技术 推广应用
1 概况
中马村矿兴建于1955年，矿井为单（东）翼开采，东大巷全长近6300m，运输大巷位于-160m水平，担负全矿井的运煤、运料、运人等，同时兼负一水平排水。矿井主要进回风巷道及采区上下山布置在岩层中，岩性主要为砂岩、粉砂岩。矿井运输大巷、回风巷、采区上下山、采区区段运输巷道主要以砌硂、料石、锚网、工钢等支护，原支护形式单一，强度低，受矿压和采动影响，巷道失修变形严重。27、39采区开采强度大，受矿压和采动影响，27轨道下山、29轨道下山、39轨道下山巷道压力大，且出现了大幅度的变形，对安全生产造成了重大的威胁。原来这几条巷道都是锚网喷支护，支护形式单一，强度低，前期也进行了修理，支护形式仍为锚网喷支护，扩修后被压坏的情况屡有发生，甚至形成了恶性循环。因此施工单位决定采用该复合支护技术来扭转这一被动的状况。
2 复合支护技术理论及技术关键
喷射混凝土与棚架联合形成可兼作止浆层的钢构混凝土衬砌，巷道表面和锚杆托盘之间的受力状态及密贴性可通过钢构混凝土衬砌得到改善。注浆能够使围岩固结，修复损伤；预应力锚杆、锚索和全断面注浆补强加固起永久支护的作用，这样能从根本上控制巷道围岩的稳定性；预应力锚杆、锚索支护能使围岩的应力状态有好的改善，同时增强围岩的作用；底角注浆和两帮下部的帮脚锚杆共同作用，以阻止底角剪应力集中区的剪切滑移，同时能加固剪应力集中区的围岩，通过底角注浆使剪应力集中区破裂损伤的围岩得以固结修复；环形U型钢起到抵抗底板中央区拉伸破坏的作用；底板浇筑混凝土使底板中央拉伸破坏区破裂损伤的围岩得以固结修复，共同作用控制底鼓变形。
受矿压和采动影响，加上这三条巷道原来均为锚网喷支护，结合巷道修复与掘进过程不同的支护环境，所采用的修复支护原则为：锚网（索）+浮喷、架环形U型钢棚、壁厚注浆这三者结合复合支护技术。前期支护未将锚网和底板支护措施落实，针对这一现状，巷修过程重点在底板支护和帮顶高强预应力锚杆扩大围岩承载圈，以及深孔补注等永久性支护措施上。
3 复合支护技术及分析（以39轨道下山为例）
3.1 复合支护设计方案
3.1.1 首先采用锚网（索）喷支护一次性支护，预留变形量150-200mm，然后架环形U36型钢，底拱部分采用浇筑混凝土进行加固，底板以上要用矸石进行充填，待充填好后进行喷浆封闭，最后全断面进行注浆加固。
3.1.2 支护技术参数及要求
①锚网（索）喷支护。锚杆采用高强度阻尼锚杆，规格Ф20×2400mm，全断面布置15根锚杆，顶部每排打7根，两帮各打4根，每根锚杆使用2卷中速锚固剂（MZ2850）；锚杆间排距800×800mm，误差为±100mm；锚孔深度为2350mm，误差为0-+50mm；锚杆安装牢固，托盘紧贴岩壁，锚杆扭矩不小于200N·m；锚杆锚固力不小于170kN；锚杆角度≥75°（与设计角偏差±3°）；锚杆外露长度露出螺母20-50mm；巷道每排共布置7根锚索，顶部三根锚索规格为Ф18.9mm×7300mm，帮部各两根锚索规格为Ф18.9mm×4300mm，每根锚索使用3根中速锚固剂（MZ2350）；托盘由里向外依次为长300mm的16#槽钢、木垫板、钢垫板，钢垫板规格200×100×16mm，木垫板规格200×100×50mm。
②架棚支护。每架U36型钢支架由4节组成，每节之间搭接长度500mm，误差0-30mm；每节搭接部位间隙不得超过10mm；支架搭接段用3个标准双槽卡缆固定，并用钢板连接，棚腿两侧腰线部位及底拱中心部位分别用一个标准单槽卡缆固定，并用钢板连接，螺栓要用风动扳手固定牢靠，螺栓规格为Ф32mm，扭矩力不小于200N.m；U钢支架允许最大收缩量为200mm；棚距（中—中）550mm，误差±50mm，棚向要正，前倾后仰误差为±0.5度，支架扭矩不大于80mm。
③喷射混凝土支护要求。按要求设计钢筋的规格、质量，水泥材料和外加剂的选定也必须符合施工要求；将钢筋网的网格牢固压接或焊接，尽量将漏焊或开焊点控制在应焊点的2%以内；喷射混凝土配比水泥：机制砂=1：3，外加3-5%速凝剂，喷砼强度不低于C15；喷射混凝土厚度必须符合设计要求。
④注浆要求。壁后注浆：注浆管采用Ф25mm钢管加工制作；注浆管长度1500mm，注浆孔深度2400mm；间排距4000×2000mm；注浆管外露长度100mm，注浆管垂直砼壁；注浆液采用单液水泥浆，水灰比为1：0.8～1：1，水泥采用新鲜的32.5#普通硅酸水泥，终孔压力不小于1.8～2.0MPa。稳压时间不小于30min，根据实际情况，压力可适当调整。
附（见下图）：
3.2 复合支护技术施工关键
①在锚网、索喷进行一次支护时，锚杆、锚索必须根根合格，并且必须要预留150-200mm的变形量；
②安装U型支架的过程中，注意卡牢U型棚卡缆，然后用三根金属拉杆将所架支架联成一个整体；
③顶帮注浆的过程中，注意控制喷射时间和喷射厚度，注浆要密实；
④必须对底板进行有效加固，先清理底板至实底，然后浇筑混凝土地坪。
3.3 复合支护设计效果分析
这次矿压观测是观测复合支护巷道的变形情况。巷道两帮收敛、顶板下沉、底鼓量是重点观测内容。在每个监测断面的拱顶、两腰、底板中间各设置1个测点。
矿压观测结论：从第70天起，变形曲线增长速率趋于平缓，巷道前期底鼓量较大，远大于拱顶下沉，巷道的支护体系开始发挥作用后，巷道进入变形稳定期。
4 结论
39轨道下山采用复合支护，一次支护采用支护及时且能密贴围岩的锚网（喷）支护形式。该支护形式能够在围岩变形过程中及时产生支护阻力，进而对变形情况进行有效的控制。待围岩相对稳定后实施二次支护（也就是架棚支护），这样使锚网喷与围岩形成的组合拱提供一个经留变形空间，从而改善了U型钢支护体的受力状态，提高了支护体的承载能力，使U钢支护的强度能充分发挥作用，最后壁后注浆能有效控制松动圈的扩大，改善了巷道围岩的稳定性和施工环境。同时降低了矿井通风阻力，优化通风系统，保证生产地区集中合理配风，为中马村矿安全生产奠定坚实基础。
参考文献：
[1]蔡殿华，谷海峰.复合支护在软岩巷道中的实践[J].内蒙古煤炭经济，2001（05）.
[2]张付立.复合支护技术在深水平破碎岩层中的应用[J].价值工程，2013（27）.
[3]王兆君.潘一东矿深井软岩马头门复合支护新技术[J].中小企业管理与科技（上旬刊），2010（02）.
作者简介：王焦虎（1974-），男，河南辉县人，1997年1月参加工作，本科学历，助理工程师，主要从事煤矿安全技术管理工作。
关键词：岩巷扩修 复合支护技术 推广应用
1 概况
中马村矿兴建于1955年，矿井为单（东）翼开采，东大巷全长近6300m，运输大巷位于-160m水平，担负全矿井的运煤、运料、运人等，同时兼负一水平排水。矿井主要进回风巷道及采区上下山布置在岩层中，岩性主要为砂岩、粉砂岩。矿井运输大巷、回风巷、采区上下山、采区区段运输巷道主要以砌硂、料石、锚网、工钢等支护，原支护形式单一，强度低，受矿压和采动影响，巷道失修变形严重。27、39采区开采强度大，受矿压和采动影响，27轨道下山、29轨道下山、39轨道下山巷道压力大，且出现了大幅度的变形，对安全生产造成了重大的威胁。原来这几条巷道都是锚网喷支护，支护形式单一，强度低，前期也进行了修理，支护形式仍为锚网喷支护，扩修后被压坏的情况屡有发生，甚至形成了恶性循环。因此施工单位决定采用该复合支护技术来扭转这一被动的状况。
2 复合支护技术理论及技术关键
喷射混凝土与棚架联合形成可兼作止浆层的钢构混凝土衬砌，巷道表面和锚杆托盘之间的受力状态及密贴性可通过钢构混凝土衬砌得到改善。注浆能够使围岩固结，修复损伤；预应力锚杆、锚索和全断面注浆补强加固起永久支护的作用，这样能从根本上控制巷道围岩的稳定性；预应力锚杆、锚索支护能使围岩的应力状态有好的改善，同时增强围岩的作用；底角注浆和两帮下部的帮脚锚杆共同作用，以阻止底角剪应力集中区的剪切滑移，同时能加固剪应力集中区的围岩，通过底角注浆使剪应力集中区破裂损伤的围岩得以固结修复；环形U型钢起到抵抗底板中央区拉伸破坏的作用；底板浇筑混凝土使底板中央拉伸破坏区破裂损伤的围岩得以固结修复，共同作用控制底鼓变形。
受矿压和采动影响，加上这三条巷道原来均为锚网喷支护，结合巷道修复与掘进过程不同的支护环境，所采用的修复支护原则为：锚网（索）+浮喷、架环形U型钢棚、壁厚注浆这三者结合复合支护技术。前期支护未将锚网和底板支护措施落实，针对这一现状，巷修过程重点在底板支护和帮顶高强预应力锚杆扩大围岩承载圈，以及深孔补注等永久性支护措施上。
3 复合支护技术及分析（以39轨道下山为例）
3.1 复合支护设计方案
3.1.1 首先采用锚网（索）喷支护一次性支护，预留变形量150-200mm，然后架环形U36型钢，底拱部分采用浇筑混凝土进行加固，底板以上要用矸石进行充填，待充填好后进行喷浆封闭，最后全断面进行注浆加固。
3.1.2 支护技术参数及要求
①锚网（索）喷支护。锚杆采用高强度阻尼锚杆，规格Ф20×2400mm，全断面布置15根锚杆，顶部每排打7根，两帮各打4根，每根锚杆使用2卷中速锚固剂（MZ2850）；锚杆间排距800×800mm，误差为±100mm；锚孔深度为2350mm，误差为0-+50mm；锚杆安装牢固，托盘紧贴岩壁，锚杆扭矩不小于200N·m；锚杆锚固力不小于170kN；锚杆角度≥75°（与设计角偏差±3°）；锚杆外露长度露出螺母20-50mm；巷道每排共布置7根锚索，顶部三根锚索规格为Ф18.9mm×7300mm，帮部各两根锚索规格为Ф18.9mm×4300mm，每根锚索使用3根中速锚固剂（MZ2350）；托盘由里向外依次为长300mm的16#槽钢、木垫板、钢垫板，钢垫板规格200×100×16mm，木垫板规格200×100×50mm。
②架棚支护。每架U36型钢支架由4节组成，每节之间搭接长度500mm，误差0-30mm；每节搭接部位间隙不得超过10mm；支架搭接段用3个标准双槽卡缆固定，并用钢板连接，棚腿两侧腰线部位及底拱中心部位分别用一个标准单槽卡缆固定，并用钢板连接，螺栓要用风动扳手固定牢靠，螺栓规格为Ф32mm，扭矩力不小于200N.m；U钢支架允许最大收缩量为200mm；棚距（中—中）550mm，误差±50mm，棚向要正，前倾后仰误差为±0.5度，支架扭矩不大于80mm。
③喷射混凝土支护要求。按要求设计钢筋的规格、质量，水泥材料和外加剂的选定也必须符合施工要求；将钢筋网的网格牢固压接或焊接，尽量将漏焊或开焊点控制在应焊点的2%以内；喷射混凝土配比水泥：机制砂=1：3，外加3-5%速凝剂，喷砼强度不低于C15；喷射混凝土厚度必须符合设计要求。
④注浆要求。壁后注浆：注浆管采用Ф25mm钢管加工制作；注浆管长度1500mm，注浆孔深度2400mm；间排距4000×2000mm；注浆管外露长度100mm，注浆管垂直砼壁；注浆液采用单液水泥浆，水灰比为1：0.8～1：1，水泥采用新鲜的32.5#普通硅酸水泥，终孔压力不小于1.8～2.0MPa。稳压时间不小于30min，根据实际情况，压力可适当调整。
附（见下图）：
3.2 复合支护技术施工关键
①在锚网、索喷进行一次支护时，锚杆、锚索必须根根合格，并且必须要预留150-200mm的变形量；
②安装U型支架的过程中，注意卡牢U型棚卡缆，然后用三根金属拉杆将所架支架联成一个整体；
③顶帮注浆的过程中，注意控制喷射时间和喷射厚度，注浆要密实；
④必须对底板进行有效加固，先清理底板至实底，然后浇筑混凝土地坪。
3.3 复合支护设计效果分析
这次矿压观测是观测复合支护巷道的变形情况。巷道两帮收敛、顶板下沉、底鼓量是重点观测内容。在每个监测断面的拱顶、两腰、底板中间各设置1个测点。
矿压观测结论：从第70天起，变形曲线增长速率趋于平缓，巷道前期底鼓量较大，远大于拱顶下沉，巷道的支护体系开始发挥作用后，巷道进入变形稳定期。
4 结论
39轨道下山采用复合支护，一次支护采用支护及时且能密贴围岩的锚网（喷）支护形式。该支护形式能够在围岩变形过程中及时产生支护阻力，进而对变形情况进行有效的控制。待围岩相对稳定后实施二次支护（也就是架棚支护），这样使锚网喷与围岩形成的组合拱提供一个经留变形空间，从而改善了U型钢支护体的受力状态，提高了支护体的承载能力，使U钢支护的强度能充分发挥作用，最后壁后注浆能有效控制松动圈的扩大，改善了巷道围岩的稳定性和施工环境。同时降低了矿井通风阻力，优化通风系统，保证生产地区集中合理配风，为中马村矿安全生产奠定坚实基础。
参考文献：
[1]蔡殿华，谷海峰.复合支护在软岩巷道中的实践[J].内蒙古煤炭经济，2001（05）.
[2]张付立.复合支护技术在深水平破碎岩层中的应用[J].价值工程，2013（27）.
[3]王兆君.潘一东矿深井软岩马头门复合支护新技术[J].中小企业管理与科技（上旬刊），2010（02）.
作者简介：王焦虎（1974-），男，河南辉县人，1997年1月参加工作，本科学历，助理工程师，主要从事煤矿安全技术管理工作。