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中图分类号：X752文献标识码：A文章编号：1009-914X（2013）21-0010-01
一、引言
巷道底鼓问题一直制约着煤矿的安全生产。为满足日益增长的能源需求，我国在今后相当长的时间内煤炭开采任务仍十分艰巨，而经过长期大规模地开采，条件较为优越的煤炭资源已近枯竭，这就意味着今后的采掘工作将在高地应力、围岩条件很差的环境中进行。随着采深的增加和机械化程度的提高，所需巷道断面的增大，底鼓问题将更为突出。特别是益新煤矿的矿井，由于巷道、硐室的围岩较软，对这些巷道硐室的支护就更加困难。本文根据生产矿井的实际情况，结合成功的支护经验，阐述适合大断面硐室的支护技术。
二、煤矿简介
益新煤矿最早前身为原鹤岗矿务局新一煤矿，是国家“一五”时期前苏联援建的156项重点工程之一，是新中国成立后建设的第一座现代化竖井。矿井于1950年9月20日兴建，1955年9月投产，设计能力90万吨。新一矿自投产以来，由于地质构造特别复杂，战线长，水、火、瓦斯大等因素制约，生产经营形势长期被动，依靠自身能力扭亏无望，于1999年9月申报为国家“1440”工程首批关闭破产矿井。为安置破产职工实现再就业，2001年1月1日，利用新一矿破产良性资产改制重组成立益新公司。2005年12月31日，益新公司整体纳入龙煤集团，更名为龙煤集团鹤岗分公司益新煤矿。矿井井田平均走向6.5公里，倾斜2.88公里，面积18.73平方公里，共有25个可采煤层，井田地质储量4.53亿吨，可采储量2.56亿吨，是鹤岗矿区储量最大、煤种最优、服务年限最长的矿井。
益新煤矿是一座设计年产120万吨现代化矿井，三水平泵房硐室位于标高-250米，頂板为15号煤层，煤层厚度达到10米，负着三水平及将来延深排水任务，是与矿井同命运的主要硐室。由于受深部压力及采动影响，底鼓严重，致使水泵基础被挤坏，发生严重变形，导致水泵无法正常工作，影响到整个矿井的排水，同时也影响到安全问题。通过采用注浆锚杆支护对三水平井底泵房硐室底部进行修复施工后，取得了良好的技术经济效果。
三、工程概况
益新煤矿三水平泵房硐室规格为宽：5.2米，高5.5米，长：60米，标高为-250米，垂深达550米，巷道顶板为15号层煤，由于抽放不及时，瓦斯含量高，煤质松软，另外由于我矿现在的采出格局是向盆底汇集，相应的矿山压力也就在泵房硐室这里得到了显现，巷道严重变形，因采取了锚网索支护，泵房硐室的顶、帮变形得到了有效的控制；但是底鼓对水泵基础的破坏，已经影响到排水，给矿井带来极大的危胁，若还是采取常规的混凝土发碹施工水泵基础，治标不治本，翻修率高，很难保证基础的服务年限，同时也解决不了底板底鼓的问题。
四、支护形式分析及注浆锚杆支护原理
1.硐室常用的支护形式
①棚式支护。该支护形式着重在于改善围岩运动状况，而不能对巷道封闭，难以解决顶板破碎造成的各种问题；
②砌碹支护。该支护方式成本高、劳动强度大、施工复杂、效率低、破坏后难以维修，而且不能利用岩石自身强度，对巷道进行支护；
③锚喷支护。支护形式能高围岩自身强度和改善围岩运动状态，但对于破碎的软岩，由于锚杆没有着力点（或着力点可受的拉力很小），锚杆能承受的悬吊力很小，因而也难以适应大断面硐室支护的要求。
2.注浆锚杆支护原理
注浆锚杆支护是在岩体内打钻孔，装入锚杆，以锚杆内孔作为注浆孔，向围岩内注人浆液的一种支护方式。其实质是在围岩松散的巷道中，利用锚杆兼作注浆管，外锚内注，实现“锚注一体化”，这样不但可以充分发挥锚杆对围岩的锚固作用，而且可以提高围岩的强度和完整性。这种支护方式除了具有锚杆支护的加固拱、悬吊、组合梁、围岩补强作用、减小岩石跨度作用外，还有如下特点：
①注浆锚杆的锚杆加固拱与注浆成拱合并，加厚了承压拱，提高了围岩的承压能力；②注浆锚杆注浆，对巷道围岩的裂隙、节理有效地充填封闭，使巷道锚固区以外的岩层转化为承载状态，大大提高了围岩的强度及其自身承载能力。起到了岩体自身积极支护的作用；③注浆锚杆注浆，加固了围岩，为锚杆端头锚固提供了着力基础；④注浆锚杆注浆，改善了巷道的受力状况，使巷道受力均匀，避免了因局部应力集中而造成巷道破坏。
五、修复加固方案及参数选择
1.修复加固方案
以柔性密贴封闭围岩，稳压注浆胶结解理发育的松散复合围岩体，充分发挥围岩自身强度，不断提高围岩岩体强度、改变围岩应力状态，实现主动支护，达到有效控制巷道变形的锚注支护体系。即先清理已开挖的浮岩，喷射混凝土，打注浆锚杆、挂钢丝绳、再喷射混凝土、注浆的软岩巷道支护施工方法。以锚注为主体，提升了以往通常把锚注支护，仅认为是注浆胶结了软弱围岩、煤中弱面、裂隙等，达到提高围岩自身强度为基本目的的巷道支护，而忽视了在锚注的实施过程中，采用带压浆液，改变了围岩自身的应力和被加固以外围岩应力场（深部或外部）应力分布状态的效果。通过对围岩及围岩松动圈的带压注浆，封闭在围岩内的带压浆液也使围岩体内压力增加，并都得到了一定的稳压，已达到抵消和可以在一定时期缓释叠加应力的作用。从而达到以锚注支护为基础实现改变和缓释围岩叠加应力巷道最新的支护体系。钢丝绳居一次和二次喷层中，起到真正的筋骨作用，使喷层的强度提高，同时使其柔性加大，并为不断的提高围岩的自身强度提供重要基础。
2.参数选择
（1）注浆锚杆
注浆锚杆采取直径Ф25mm的一次性中空螺纹钢锚杆，两底角锚杆长度为2500mm，中部锚杆长度为1600mm间排距1000mm，距离底板不超过100mm，两个底角两根锚杆下扎角度45°其他锚杆下扎角度90°。
（2）钢丝绳
采用废旧钢丝绳。按锚杆间排距纵横挂好钢丝绳，并压紧使其紧贴岩面。
（3）注浆设备、材料
注浆泵选用2ZBQ-11.5/3型气动注浆泵，水泥采用425#硅酸盐水泥，出场日期超过三个月禁用，水玻璃采用38玻镁度水玻璃，模数n=3.2，比重为：1. 355kg/升；注浆材料的质量配比为：0.75～0.5：1：0.06（水：水泥：水玻璃）
（4）浆参数
注浆压力根据以往经验，以1.5～2.5MPa为准，最大注浆压力为3MPa（主要考虑底角注浆锚杆）。为了防止注浆在弱面浆液扩散较远，造成跑漏现象，在控制注浆压力和注浆量的同时，必须控制注浆时间，使注浆时间不宜过长。一般单孔注浆时间取20～30min。相邻钻孔一旦跑浆，应及时封邻孔或停止注浆。为保证注浆在大断面、高地应力状况下巷道的质量，复注是非常必要的，复注量一般为第一次注浆量的60%。
六、施工工艺
清理浮岩→刷出能保证设计要求的巷道底部毛断面→初喷50mm厚混凝土，及时封住裸露的围岩→打注浆锚杆→挂钢丝绳及上托盘→复喷100mm厚混凝土→注底角注浆锚杆→注中部注浆锚杆→复注。
七、施工效果
注浆锚杆支护形式在益新煤矿三水平泵房硐室使用过程中，某一个月所测的数据为：硐室顶底板移近量最大值为8mm，平均值为5mm，两帮收敛量为最大值为6mm，平均值为4mm，应用这种方式支护，6个月来没有进行硐室返修。
八、结语
通过对益新煤矿三水平泵房硐室观察，巷道无明显变形，满足了矿井排水这一主要任务要求，可见锚杆注浆支护这种支护方式减少了巷道变形量，避免了巷道的修复工作，从而大幅度提高了煤矿的生产效益，不仅在技术上可行，安全上可靠，经济上合理，更重要的是该技术的实施为大断面硐室底鼓的防治，确保矿井安全生产提供了一条行之有效，多快好省的技术途径。
一、引言
巷道底鼓问题一直制约着煤矿的安全生产。为满足日益增长的能源需求，我国在今后相当长的时间内煤炭开采任务仍十分艰巨，而经过长期大规模地开采，条件较为优越的煤炭资源已近枯竭，这就意味着今后的采掘工作将在高地应力、围岩条件很差的环境中进行。随着采深的增加和机械化程度的提高，所需巷道断面的增大，底鼓问题将更为突出。特别是益新煤矿的矿井，由于巷道、硐室的围岩较软，对这些巷道硐室的支护就更加困难。本文根据生产矿井的实际情况，结合成功的支护经验，阐述适合大断面硐室的支护技术。
二、煤矿简介
益新煤矿最早前身为原鹤岗矿务局新一煤矿，是国家“一五”时期前苏联援建的156项重点工程之一，是新中国成立后建设的第一座现代化竖井。矿井于1950年9月20日兴建，1955年9月投产，设计能力90万吨。新一矿自投产以来，由于地质构造特别复杂，战线长，水、火、瓦斯大等因素制约，生产经营形势长期被动，依靠自身能力扭亏无望，于1999年9月申报为国家“1440”工程首批关闭破产矿井。为安置破产职工实现再就业，2001年1月1日，利用新一矿破产良性资产改制重组成立益新公司。2005年12月31日，益新公司整体纳入龙煤集团，更名为龙煤集团鹤岗分公司益新煤矿。矿井井田平均走向6.5公里，倾斜2.88公里，面积18.73平方公里，共有25个可采煤层，井田地质储量4.53亿吨，可采储量2.56亿吨，是鹤岗矿区储量最大、煤种最优、服务年限最长的矿井。
益新煤矿是一座设计年产120万吨现代化矿井，三水平泵房硐室位于标高-250米，頂板为15号煤层，煤层厚度达到10米，负着三水平及将来延深排水任务，是与矿井同命运的主要硐室。由于受深部压力及采动影响，底鼓严重，致使水泵基础被挤坏，发生严重变形，导致水泵无法正常工作，影响到整个矿井的排水，同时也影响到安全问题。通过采用注浆锚杆支护对三水平井底泵房硐室底部进行修复施工后，取得了良好的技术经济效果。
三、工程概况
益新煤矿三水平泵房硐室规格为宽：5.2米，高5.5米，长：60米，标高为-250米，垂深达550米，巷道顶板为15号层煤，由于抽放不及时，瓦斯含量高，煤质松软，另外由于我矿现在的采出格局是向盆底汇集，相应的矿山压力也就在泵房硐室这里得到了显现，巷道严重变形，因采取了锚网索支护，泵房硐室的顶、帮变形得到了有效的控制；但是底鼓对水泵基础的破坏，已经影响到排水，给矿井带来极大的危胁，若还是采取常规的混凝土发碹施工水泵基础，治标不治本，翻修率高，很难保证基础的服务年限，同时也解决不了底板底鼓的问题。
四、支护形式分析及注浆锚杆支护原理
1.硐室常用的支护形式
①棚式支护。该支护形式着重在于改善围岩运动状况，而不能对巷道封闭，难以解决顶板破碎造成的各种问题；
②砌碹支护。该支护方式成本高、劳动强度大、施工复杂、效率低、破坏后难以维修，而且不能利用岩石自身强度，对巷道进行支护；
③锚喷支护。支护形式能高围岩自身强度和改善围岩运动状态，但对于破碎的软岩，由于锚杆没有着力点（或着力点可受的拉力很小），锚杆能承受的悬吊力很小，因而也难以适应大断面硐室支护的要求。
2.注浆锚杆支护原理
注浆锚杆支护是在岩体内打钻孔，装入锚杆，以锚杆内孔作为注浆孔，向围岩内注人浆液的一种支护方式。其实质是在围岩松散的巷道中，利用锚杆兼作注浆管，外锚内注，实现“锚注一体化”，这样不但可以充分发挥锚杆对围岩的锚固作用，而且可以提高围岩的强度和完整性。这种支护方式除了具有锚杆支护的加固拱、悬吊、组合梁、围岩补强作用、减小岩石跨度作用外，还有如下特点：
①注浆锚杆的锚杆加固拱与注浆成拱合并，加厚了承压拱，提高了围岩的承压能力；②注浆锚杆注浆，对巷道围岩的裂隙、节理有效地充填封闭，使巷道锚固区以外的岩层转化为承载状态，大大提高了围岩的强度及其自身承载能力。起到了岩体自身积极支护的作用；③注浆锚杆注浆，加固了围岩，为锚杆端头锚固提供了着力基础；④注浆锚杆注浆，改善了巷道的受力状况，使巷道受力均匀，避免了因局部应力集中而造成巷道破坏。
五、修复加固方案及参数选择
1.修复加固方案
以柔性密贴封闭围岩，稳压注浆胶结解理发育的松散复合围岩体，充分发挥围岩自身强度，不断提高围岩岩体强度、改变围岩应力状态，实现主动支护，达到有效控制巷道变形的锚注支护体系。即先清理已开挖的浮岩，喷射混凝土，打注浆锚杆、挂钢丝绳、再喷射混凝土、注浆的软岩巷道支护施工方法。以锚注为主体，提升了以往通常把锚注支护，仅认为是注浆胶结了软弱围岩、煤中弱面、裂隙等，达到提高围岩自身强度为基本目的的巷道支护，而忽视了在锚注的实施过程中，采用带压浆液，改变了围岩自身的应力和被加固以外围岩应力场（深部或外部）应力分布状态的效果。通过对围岩及围岩松动圈的带压注浆，封闭在围岩内的带压浆液也使围岩体内压力增加，并都得到了一定的稳压，已达到抵消和可以在一定时期缓释叠加应力的作用。从而达到以锚注支护为基础实现改变和缓释围岩叠加应力巷道最新的支护体系。钢丝绳居一次和二次喷层中，起到真正的筋骨作用，使喷层的强度提高，同时使其柔性加大，并为不断的提高围岩的自身强度提供重要基础。
2.参数选择
（1）注浆锚杆
注浆锚杆采取直径Ф25mm的一次性中空螺纹钢锚杆，两底角锚杆长度为2500mm，中部锚杆长度为1600mm间排距1000mm，距离底板不超过100mm，两个底角两根锚杆下扎角度45°其他锚杆下扎角度90°。
（2）钢丝绳
采用废旧钢丝绳。按锚杆间排距纵横挂好钢丝绳，并压紧使其紧贴岩面。
（3）注浆设备、材料
注浆泵选用2ZBQ-11.5/3型气动注浆泵，水泥采用425#硅酸盐水泥，出场日期超过三个月禁用，水玻璃采用38玻镁度水玻璃，模数n=3.2，比重为：1. 355kg/升；注浆材料的质量配比为：0.75～0.5：1：0.06（水：水泥：水玻璃）
（4）浆参数
注浆压力根据以往经验，以1.5～2.5MPa为准，最大注浆压力为3MPa（主要考虑底角注浆锚杆）。为了防止注浆在弱面浆液扩散较远，造成跑漏现象，在控制注浆压力和注浆量的同时，必须控制注浆时间，使注浆时间不宜过长。一般单孔注浆时间取20～30min。相邻钻孔一旦跑浆，应及时封邻孔或停止注浆。为保证注浆在大断面、高地应力状况下巷道的质量，复注是非常必要的，复注量一般为第一次注浆量的60%。
六、施工工艺
清理浮岩→刷出能保证设计要求的巷道底部毛断面→初喷50mm厚混凝土，及时封住裸露的围岩→打注浆锚杆→挂钢丝绳及上托盘→复喷100mm厚混凝土→注底角注浆锚杆→注中部注浆锚杆→复注。
七、施工效果
注浆锚杆支护形式在益新煤矿三水平泵房硐室使用过程中，某一个月所测的数据为：硐室顶底板移近量最大值为8mm，平均值为5mm，两帮收敛量为最大值为6mm，平均值为4mm，应用这种方式支护，6个月来没有进行硐室返修。
八、结语
通过对益新煤矿三水平泵房硐室观察，巷道无明显变形，满足了矿井排水这一主要任务要求，可见锚杆注浆支护这种支护方式减少了巷道变形量，避免了巷道的修复工作，从而大幅度提高了煤矿的生产效益，不仅在技术上可行，安全上可靠，经济上合理，更重要的是该技术的实施为大断面硐室底鼓的防治，确保矿井安全生产提供了一条行之有效，多快好省的技术途径。