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[摘 要]针对朱仙庄煤矿Ⅱ857区段煤仓在破碎泥岩复杂地质条件下支护技术难题进行研究分析，提出了二次锚网喷+注浆+井圈+钢筋混凝土联合支护措施。生产实践表明：该支护方案及支护参数，能够有效控制围岩变形，且施工工艺简单，施工速度快，支护强度大，满足安全生产需要，能够在类似复杂地质条件下的煤仓施工中推广应用。
[关键词]复杂地质 煤仓 联合支护 推广应用
中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）15-0180-01
0、前言
采区区段煤仓作为煤矿井下生产过程中一种特殊的运煤及储煤方式，是井下煤炭运输系统中极其重要的一个环节，对矿井连续生产意义重大。但其受地质条件和采动影响，以及生产过程中受到采煤工作面采出的矸石撞击，煤仓井壁极易变形、破坏。因此前期煤仓施工过程中选择合理的支护措施对煤仓后期的使用极其重要。目前国内大部分煤仓采用混凝土、钢筋混凝土支护。
朱仙庄煤矿Ⅱ857区段煤仓位于Ⅱ857集中巷与Ⅱ5运输上山平面交叉点处，仓体围岩主要为泥岩，且较破碎，煤仓施工前采用反井钻进行钻孔时，层发生过钻孔塌孔，片帮现象。由于工作面接替等原因，矿方要求施工工期比较短，另外考虑到仓体内围岩条件复杂，支护质量要求比较高等因素，设计采用二次锚网喷+注浆+井圈+钢筋混凝土联合支护措施，取得了良好的支护效果。
1、工程概况
Ⅱ857区段煤仓上口位于Ⅱ857集中巷内，仓下口位于Ⅱ5运输上山内，净深16.4m，仓体设计断面直径为3.8m，最大净断面直径为3.0m。服务年限为6年。
煤仓施工前，先采用反井钻施工一个直径Φ=1.2m的小眼。根据反井钻情况看，该煤仓整体岩性为泥岩，岩性破碎，反井钻施工期间出现塌孔、片帮现象。
2、支护方案及支护参数
支护方案：采用二次锚网喷+注浆+井圈+浇灌钢筋混凝土联合支护。
支护参数：
（1）二次锚网喷
一次支护采用GM22/2500-490高强螺纹钢锚杆，锚杆间排距800mm×800mm，锚杆安装后的初锚力矩≮300N·m，锚固力≮80KN。二次支护采用GM22/3000-490高强螺纹钢锚杆，间排距为800×800mm。钢筋网采用采用直径Φ6mm圆钢加工，网孔为150×150mm，初喷30～50mm，喷砼强度C20。
（2）注浆
采用Φ25×2500mm中空注浆锚杆，注浆锚杆间、排距1600×1600mm，孔口采用快硬水泥封孔，封孔长度不小于300mm。注浆锚杆施工2排且煤仓喷浆结束后，自下而上进行注浆作业。
采用2ZBQ型气动注浆泵注浆泵， PO.42.5级水泥，注浆液成分要求：配比按水：水泥=1：1。浆液应混合均匀，无团块，不过稠。注浆压力为2～4Mpa。拌浆采用2只1.2m左右高的铁皮桶，交替使用
（3）井圈
井圈采用29#U型钢加工，U型钢搭接长度500mm，采用两付限位卡缆+一付普通卡缆卡紧，卡缆扭矩不小于300N·m，井圈间距1m，并在U型棚搭接处各使用一道金属拉板，拉板采用10mm厚钢板加工，长×宽=870×100mm。
（4）浇灌钢筋混凝土
浇灌钢筋混凝土，纵、横筋采用直径Φ16mm螺纹钢，钢筋安设间排距300×300mm，搭接长度及弯钩长度不得低于320mm，钢筋交岔处采用10#铁丝绑扎。浇灌厚度400mm，强度C40。（见图1）
3、联合支护作用原理
（1）二次锚网喷
双网双盘将原本承载力较低的混凝土喷层变成钢筋混凝土碹，内层钢筋网的有效约束作用使得其内的混凝土从二向应力状态转化成三向压应力状态，导致碹体承载能力的大幅提高，同时由于锚杆的作用，给碹体数个向外横向作用力，从而又将碹体的承载力在上述基础之上又提高3-5倍。同时双层锚网，使锚杆支护间排距减少，相当于加密了锚杆支护作用，加大改善了围岩应力状态，提高了巷道自稳能力。碹体承载力的提高，有效约束了松动圈的扩展，对提高松动圈承载能力、降低围岩的应力集中程度均有较大的积极作用。
（2）注浆
注浆加固使破碎围岩形成一个整体，给深部围岩提供一个较大的径向约束，改善巷道围岩应力状况，从而控制围岩变形。
（3）井圈
采用29U型钢加工而成的井圈，配合GM22/2500—490高强锚杆，具有较高的工作阻力特性，提高了围岩承载能力。
（4）钢筋混凝土
在二次锚网+井圈支护的基础上，采用钢筋混凝土支护，不仅进一步提高了围岩稳定性，增加了煤仓安全系数，提高了煤仓抵抗煤矸冲击的强度，而且还提高了煤仓表面的光滑度，使煤仓在使用过程中不易堵塞，有利于煤仓后期的安全正常使用。
4、施工工艺
煤仓先施工直径Ф=1.2m的反井钻，在已有反井的基础上，采用钻爆法自上而下一次刷至设计断面，配合锚网喷作为临时支护，自煤仓下锁口开始，自下而上完成仓壁的浇灌。
刷大时，采用光面爆破。要严格控制爆破药量，尽量降低爆炸冲击波对围岩的破坏，减少围岩爆生裂隙，提高仓壁平整度。如仓壁岩性松软应尽量采用风镐刷扩。岩石破碎时可采用先喷浆后打锚杆方式防止片帮。
刷大施工工序：安全确认→打眼→敲帮问顶→装药爆破→敲帮问顶→放矸子、清底验炮→打锚杆挂网临时支护→施工注浆锚杆→每两循环喷砼一次（岩性差时，一掘一喷）。
刷大临时支护：采用锚网喷作为临时支护。采用GM22/2500-490高强螺纹钢锚杆，间排距800×800mm；钢筋网由直径φ=6mm圆钢加工焊制，网孔150×150mm；锚杆角度按向心布置，锚杆托盘紧贴岩面，锚杆初锚扭距≮300N·m，锚拔力≮80KN，不得出现失效锚杆，否则必须在锚杆周围100mm范围内补打；钢筋网之间要联紧联牢；每2循环喷砼一次。砼配比：水泥：黄沙：瓜子片=1：2：2，速凝剂掺入量3﹪，初喷30～50mm。
浇灌钢筋混凝土：仓体浇灌前先在仓体内布置两层钢筋网，钢筋网之间间距200mm。根据仓体的不同位置，预先在煤仓上口安全地点，将钢筋截出相应长度，握成对应形状，浇灌前下到仓体绑扎。仓体浇灌前，先对煤仓下口眼中前后各2.0m的巷道立模，按设计布置横筋、竖筋，立碹骨、碹板，从下往上将锁口部分浇灌成一个整体，再自下而上进行浇灌。
井圈安装：在仓体部分将每节井圈打两个生根锚杆固定在仓壁上，井圈与岩壁之间空隙采用混凝土浇灌严实，锚杆规格GM22/2500-490高强螺纹钢锚杆。固定一个井圈后再进行浇灌，井圈间距1000mm，浇灌够距离后再固定一个井圈，如此循环进行。
5、结束语
朱仙庄煤矿Ⅱ857区段煤仓在破碎泥岩的复杂条件下，采用二次锚网喷+注浆+井圈+钢筋混凝土联合支护措施，从施工至工作面回采结束以来，仓体没有出现坍塌、井壁遭到破坏的现象，使用效果良好，实践证明：该支护方案及支护参数，能够满足在破碎、复杂围岩条件下安全使用要求，且施工工艺简单，操作方便，工人劳动轻度小，施工速度快，支护强度大，能够在类似复杂地质条件下的煤仓施工中推广应用。
作者简介
周松（1989～），男，江苏徐州人，2007年毕业于中国矿业大学采矿工程专业，现在淮北矿业（集团）有限责任公司朱仙庄煤矿技术科从事技术管理工作。
[关键词]复杂地质 煤仓 联合支护 推广应用
中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）15-0180-01
0、前言
采区区段煤仓作为煤矿井下生产过程中一种特殊的运煤及储煤方式，是井下煤炭运输系统中极其重要的一个环节，对矿井连续生产意义重大。但其受地质条件和采动影响，以及生产过程中受到采煤工作面采出的矸石撞击，煤仓井壁极易变形、破坏。因此前期煤仓施工过程中选择合理的支护措施对煤仓后期的使用极其重要。目前国内大部分煤仓采用混凝土、钢筋混凝土支护。
朱仙庄煤矿Ⅱ857区段煤仓位于Ⅱ857集中巷与Ⅱ5运输上山平面交叉点处，仓体围岩主要为泥岩，且较破碎，煤仓施工前采用反井钻进行钻孔时，层发生过钻孔塌孔，片帮现象。由于工作面接替等原因，矿方要求施工工期比较短，另外考虑到仓体内围岩条件复杂，支护质量要求比较高等因素，设计采用二次锚网喷+注浆+井圈+钢筋混凝土联合支护措施，取得了良好的支护效果。
1、工程概况
Ⅱ857区段煤仓上口位于Ⅱ857集中巷内，仓下口位于Ⅱ5运输上山内，净深16.4m，仓体设计断面直径为3.8m，最大净断面直径为3.0m。服务年限为6年。
煤仓施工前，先采用反井钻施工一个直径Φ=1.2m的小眼。根据反井钻情况看，该煤仓整体岩性为泥岩，岩性破碎，反井钻施工期间出现塌孔、片帮现象。
2、支护方案及支护参数
支护方案：采用二次锚网喷+注浆+井圈+浇灌钢筋混凝土联合支护。
支护参数：
（1）二次锚网喷
一次支护采用GM22/2500-490高强螺纹钢锚杆，锚杆间排距800mm×800mm，锚杆安装后的初锚力矩≮300N·m，锚固力≮80KN。二次支护采用GM22/3000-490高强螺纹钢锚杆，间排距为800×800mm。钢筋网采用采用直径Φ6mm圆钢加工，网孔为150×150mm，初喷30～50mm，喷砼强度C20。
（2）注浆
采用Φ25×2500mm中空注浆锚杆，注浆锚杆间、排距1600×1600mm，孔口采用快硬水泥封孔，封孔长度不小于300mm。注浆锚杆施工2排且煤仓喷浆结束后，自下而上进行注浆作业。
采用2ZBQ型气动注浆泵注浆泵， PO.42.5级水泥，注浆液成分要求：配比按水：水泥=1：1。浆液应混合均匀，无团块，不过稠。注浆压力为2～4Mpa。拌浆采用2只1.2m左右高的铁皮桶，交替使用
（3）井圈
井圈采用29#U型钢加工，U型钢搭接长度500mm，采用两付限位卡缆+一付普通卡缆卡紧，卡缆扭矩不小于300N·m，井圈间距1m，并在U型棚搭接处各使用一道金属拉板，拉板采用10mm厚钢板加工，长×宽=870×100mm。
（4）浇灌钢筋混凝土
浇灌钢筋混凝土，纵、横筋采用直径Φ16mm螺纹钢，钢筋安设间排距300×300mm，搭接长度及弯钩长度不得低于320mm，钢筋交岔处采用10#铁丝绑扎。浇灌厚度400mm，强度C40。（见图1）
3、联合支护作用原理
（1）二次锚网喷
双网双盘将原本承载力较低的混凝土喷层变成钢筋混凝土碹，内层钢筋网的有效约束作用使得其内的混凝土从二向应力状态转化成三向压应力状态，导致碹体承载能力的大幅提高，同时由于锚杆的作用，给碹体数个向外横向作用力，从而又将碹体的承载力在上述基础之上又提高3-5倍。同时双层锚网，使锚杆支护间排距减少，相当于加密了锚杆支护作用，加大改善了围岩应力状态，提高了巷道自稳能力。碹体承载力的提高，有效约束了松动圈的扩展，对提高松动圈承载能力、降低围岩的应力集中程度均有较大的积极作用。
（2）注浆
注浆加固使破碎围岩形成一个整体，给深部围岩提供一个较大的径向约束，改善巷道围岩应力状况，从而控制围岩变形。
（3）井圈
采用29U型钢加工而成的井圈，配合GM22/2500—490高强锚杆，具有较高的工作阻力特性，提高了围岩承载能力。
（4）钢筋混凝土
在二次锚网+井圈支护的基础上，采用钢筋混凝土支护，不仅进一步提高了围岩稳定性，增加了煤仓安全系数，提高了煤仓抵抗煤矸冲击的强度，而且还提高了煤仓表面的光滑度，使煤仓在使用过程中不易堵塞，有利于煤仓后期的安全正常使用。
4、施工工艺
煤仓先施工直径Ф=1.2m的反井钻，在已有反井的基础上，采用钻爆法自上而下一次刷至设计断面，配合锚网喷作为临时支护，自煤仓下锁口开始，自下而上完成仓壁的浇灌。
刷大时，采用光面爆破。要严格控制爆破药量，尽量降低爆炸冲击波对围岩的破坏，减少围岩爆生裂隙，提高仓壁平整度。如仓壁岩性松软应尽量采用风镐刷扩。岩石破碎时可采用先喷浆后打锚杆方式防止片帮。
刷大施工工序：安全确认→打眼→敲帮问顶→装药爆破→敲帮问顶→放矸子、清底验炮→打锚杆挂网临时支护→施工注浆锚杆→每两循环喷砼一次（岩性差时，一掘一喷）。
刷大临时支护：采用锚网喷作为临时支护。采用GM22/2500-490高强螺纹钢锚杆，间排距800×800mm；钢筋网由直径φ=6mm圆钢加工焊制，网孔150×150mm；锚杆角度按向心布置，锚杆托盘紧贴岩面，锚杆初锚扭距≮300N·m，锚拔力≮80KN，不得出现失效锚杆，否则必须在锚杆周围100mm范围内补打；钢筋网之间要联紧联牢；每2循环喷砼一次。砼配比：水泥：黄沙：瓜子片=1：2：2，速凝剂掺入量3﹪，初喷30～50mm。
浇灌钢筋混凝土：仓体浇灌前先在仓体内布置两层钢筋网，钢筋网之间间距200mm。根据仓体的不同位置，预先在煤仓上口安全地点，将钢筋截出相应长度，握成对应形状，浇灌前下到仓体绑扎。仓体浇灌前，先对煤仓下口眼中前后各2.0m的巷道立模，按设计布置横筋、竖筋，立碹骨、碹板，从下往上将锁口部分浇灌成一个整体，再自下而上进行浇灌。
井圈安装：在仓体部分将每节井圈打两个生根锚杆固定在仓壁上，井圈与岩壁之间空隙采用混凝土浇灌严实，锚杆规格GM22/2500-490高强螺纹钢锚杆。固定一个井圈后再进行浇灌，井圈间距1000mm，浇灌够距离后再固定一个井圈，如此循环进行。
5、结束语
朱仙庄煤矿Ⅱ857区段煤仓在破碎泥岩的复杂条件下，采用二次锚网喷+注浆+井圈+钢筋混凝土联合支护措施，从施工至工作面回采结束以来，仓体没有出现坍塌、井壁遭到破坏的现象，使用效果良好，实践证明：该支护方案及支护参数，能够满足在破碎、复杂围岩条件下安全使用要求，且施工工艺简单，操作方便，工人劳动轻度小，施工速度快，支护强度大，能够在类似复杂地质条件下的煤仓施工中推广应用。
作者简介
周松（1989～），男，江苏徐州人，2007年毕业于中国矿业大学采矿工程专业，现在淮北矿业（集团）有限责任公司朱仙庄煤矿技术科从事技术管理工作。