软岩巷道支护施工存在的问题及控制对策

      DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.05.091
0 引言
软岩巷道支护一直是困扰煤矿安全生产的主要问题之一。由于含有膨胀性粘土矿物，软岩遇水容易膨胀，导致整体强度降低、胶结程度差，巷道掘进和支护困难，早起的锚杆支护理论和技术适用于中硬、硬岩的围岩条件中，此时也已不在适用。为解决此类问题，我国学者也开展了大量的研究和实践，如围岩强化技术体系、分布动态控制体系、让压支护技术体系等，其核心技术是采用高强预应力锚杆、锚索，配合U型棚、喷注浆等手段，实现围岩和支护体系的统一承载、动态控制，目前在理论和工艺方面都取得了良好的成绩。但是再巷道支护施工过程中，仍然存在一些问题。
本文以水矿集团某矿为例，多名技术人员在掘进工作面跟班进行支护质量监测及矿压观测测站安装，根据现场调研统计情况，对巷道支护施工方面存在的问题进行了整理和分析，并提出了相应的控制对策，以期为巷道支护施工提供一定的借鉴。
1 巷道支护施工存在的主要问题
根据调研情况，目前巷道支护施工主要存在以下问题：
（1）巷道超挖严重，成形较差。与设计巷道断面尺寸相比，最大超挖处超过500 mm，此巷道虽然为半煤岩巷，但因为巷道围岩松软破碎并存在煤岩互层，围岩揭露后短时间内即垮落，造成帮顶凹凸不平，护表材料和围岩存在架空区间，锚杆、锚索多有锚空现象。
（2）锚杆孔位及预紧力与设计值相差过多。①设计要求锚杆孔必须垂直于岩面，但实际施工中多有钻机在同一个位置上连续打几个孔都不移位的现象，造成锚杆孔位与设计轴线相差过大，而锚杆螺母又没有采用调心垫，最后难以有效提高预紧力矩，要求锚杆孔与设计线差值不超过5度。②施工设计要求帮锚杆预紧力矩不小于250 N·m，顶板锚杆不小于300 N·m，除钻机安装时拧紧后尚需要人工二次加扭，但根据安装的两个托锚力测站，帮顶部共计11块压力表，扭矩小于200 N·m，经测量初始预紧力介于1.1～17 kN远远达不到设计要求的60～80 kN。③施工方缺少必须的锚网索检测手段，扭矩扳手和张拉仪的数量或完好状态均不符合基本的施工要求，按照每300根锚杆检查5根锚杆扭矩和拉拔力的程序基本没有得到有效履行。
（3）树脂药卷使用的数量的张拉时间均不足：。①现场跟班发现帮部有2根锚杆在安装时都只放置1根药卷。在煤壁受回采动压影响处于围岩峰后强度时，锚杆锚固长度不足会造成锚固过早失效，无法控制采动期间巷道围岩的大变形。②采用的中速树脂药卷的性能要求，其胶凝时间为50 s左右，4 min左右后进行预紧，但实际施工中均直接搅拌后即拧紧，没有等到充足的胶凝时间。
（4）顶板金属网铺设不符合设计要求。顶板金属网连接处未按设计压于钢带下，从迎头向外数10排钢带未有1处顶网连接处压于钢带下，不合格率100%，易在此处产生兜冒。
（5）锚索外露过长且有偏载现象。①经现场抽查个别锚索外露长度超过400～500mm，锚索外露过长造成锚索有效支护范围缩小，达不到设计要求。②滞后施工的锚索梁，锚索安装在槽钢的中间孔和边孔，造成锚索梁偏载。
2 巷道支护施工问题的控制对策
（1）建立健全施工管理制度。虽然巷道支护有具体的施工措施，但是在具体实施过程中难免存在偷工减料的情况，因此，必须建立健全相应的施工管理制度，以制度做保障，以安全生产为出发点，认真落实每项工艺的施工质量，确保支护系统能够保质保量的完成，避免返修情况的发生，也在根本上排除安全隐患。
（2）违规行为停工整顿。对于未按要求施工的班组，要进行停工整改，重新学习支护设计和作业规程，并经考核合格并可上岗。同时掘进工作面的施工质量检测仪器应配足，且每种应在3套以上，保证检测时有设备可用。
（3）认真编审施工措施。施工措施是指导施工安全开展的有力保证，因此必须认真编审。施工过程坚持“敲帮问顶”制度，钻机、钎子、锚杆张拉仪等施工机具也要有相应的指导规范，对于高压油管牵拉张拉机，使用中有非正常情况应停机检查，经修理人员排除故障后方能使用，现场组合的张拉机具，应空载往复行走几次，排除液压油路中的空气后方可使用，而且在张拉时，预应力张拉千斤顶应与钢绞线保持同一轴线。
（4）落实监控施工质量。规章制度只是防治事故隐患的有效约束，施工质量才是杜绝事故发生的根本保障。因此，在施工过程中必须认真落实施工质量，并采取有效的监控手段。例如，在帮顶部支护严格控制锚杆钻孔的角度，尽量使钻孔垂直岩面；采用气动扭矩扳手预紧螺帽，并人工进行二次加扭。在锚索梁两边孔位施工锚索，避免偏载，或补充施工边孔锚索，实现一梁三索。此外，巷道施工应坚持 “锚杆支护设计预紧力最大化、一次支护最大化和监测手段信息化”的思想，对巷道每50 m设置正规监测测站进行长期观测，并根据监测结果对施工方案进行适应性评价或优化研究。
（5）其它安全注意事项。施工人员必须保护好作业地点的风水管和电缆、各种设备，不得损坏。施工人员抬运物料时要看清脚下路线，防止挤手碰脚、绊倒摔伤。施工打钻时，扶钎人员严禁戴手套，施工人员袖口必须扎紧。“U”型销的安装应水平方向或从上向下安装，并必须插接到位。不得由下向上安装“U”型销，因设备的特殊部位只能由下向上安装“U”型销时，必须定期检查，如发现“U”型销老化、锈蚀严重或失去弹性时，必须及时更换。严禁使用单腿销或用铁丝代替“U”型销。
3 结语
贵州省内煤炭多为煤层群的形式赋存，随着上部煤层的回采完毕，已经逐渐开始下部煤层的回采，而软岩支护困难的特点更为明显，巷道支护已然成为影响煤矿安全生产的主要问题。因此，在巷道支护施工过程中，必须认真落实管理制度，保障施工质量，确保巷道施工符合要求。
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