煤礦巷道快速掘進(jìn)技術(shù)裝備與軟巖支護(hù)技術(shù)目 錄CONTENTS四前言巷道掘進(jìn)自動化與智能化技術(shù)三巷道掘進(jìn)與支護(hù)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀軟巖巷道支護(hù)技術(shù)及應(yīng)用二一前 言一、前言巷道井工煤礦開采示意圖我國以井工開采為主。井工煤礦數(shù)量占92%，產(chǎn)能占82%。需要在井下開掘大量巷道（12000km/年），規(guī)模巨大，世界第一。每年新掘巷道長度相當(dāng)于地球直徑一、前言?

成巷工序（煤巷）掘進(jìn)（落煤、裝煤）；支護(hù)（臨時支護(hù)；永久支護(hù)）；運輸（煤炭、材料）；巷道地質(zhì)與生產(chǎn)條件；掘進(jìn)工藝與設(shè)備；支護(hù)形式參數(shù)工藝及設(shè)備；后配套運輸；各個環(huán)節(jié)的相互匹配性；勞動組織。?

成巷速度取決于一、前言?

我國煤礦掘進(jìn)呈現(xiàn)兩大特點特點一：地質(zhì)條件復(fù)雜多變，掘進(jìn)技術(shù)發(fā)展極不均衡陜北、神東等頂板條件好、圍巖完整，最高月進(jìn)尺超過3000m ；其它占全國約90%

一般及復(fù)雜地質(zhì)條件礦井，圍巖松軟破碎，平均月進(jìn)尺不足

200m。綜掘系統(tǒng)一、前言掘進(jìn)工作面1.6萬

個，掘支人員超70萬，是回采人員的3

倍多，支護(hù)、輔助運輸?shù)拳h(huán)節(jié)高度依賴人工。特點二：掘進(jìn)機(jī)械化、自動化程度低、用人多，事故多掘進(jìn)面水、瓦斯、頂板、粉塵、沖擊地壓嚴(yán)重威脅人員安全，頂板事故起數(shù)與死亡人數(shù)占事故總起數(shù)和死亡人數(shù)均超

50%

。一、前言臨時支護(hù)主要有4種：前探梁、支柱加橫梁、機(jī)載臨時支護(hù)裝置和交叉邁步式自移支架。只起臨時防護(hù)作用，不能主動支護(hù)圍巖；不能創(chuàng)造掘支平行作業(yè)所需空間；反復(fù)支撐，破壞頂板；對兩幫無支護(hù)作用。?

煤礦掘進(jìn)與支護(hù)作業(yè)關(guān)鍵難題機(jī)載式臨時支架邁步自移式臨時支架缺乏有效的臨時支護(hù)難題一一、前言?

煤礦掘進(jìn)與支護(hù)作業(yè)關(guān)鍵難題幫錨桿鉆機(jī)懸臂式掘進(jìn)機(jī) 單體頂錨桿鉆機(jī)90%

左右巷道要求對頂板和兩幫及時支護(hù)，掘進(jìn)和支護(hù)反復(fù)交叉換位作業(yè)，相互干擾，不能平行作業(yè)，形成有效作業(yè)線。大部分條件掘支不能平行作業(yè)難題二一、前言等多個環(huán)節(jié)，支護(hù)用時占成巷時間約

70%

，支護(hù)工人數(shù)占掘進(jìn)隊組約

70%

。?

煤礦掘進(jìn)與支護(hù)作業(yè)關(guān)鍵難題錨桿、錨索支護(hù)是巷道主體支護(hù)形式，作業(yè)過程包括：鋪聯(lián)網(wǎng)、安裝鋼帶、打孔、安裝錨固劑、攪拌錨固、預(yù)緊錨桿、錨索支護(hù)施工時間長難題三割煤22%錨桿（索）支護(hù)67%臨時支護(hù)11%一、前言巷道掘進(jìn)與支護(hù)已成為煤礦自動化、智能化建設(shè)的短板。必須針對我國不同地質(zhì)條件，開展有針對性的集中攻關(guān)研究，形成不同形式的快速掘進(jìn)、支護(hù)技術(shù)與裝備，使掘進(jìn)與支護(hù)作業(yè)由依靠人工到全面機(jī)械化，再到自動化、智能化，減人、提效，保障安全。二巷道掘進(jìn)與支護(hù)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀二、巷道掘進(jìn)與支護(hù)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀掘進(jìn)工藝與裝備

鉆爆法+單體錨桿鉆機(jī)（錨桿鉆車）重型懸臂式掘進(jìn)機(jī)+單體錨桿鉆機(jī)（錨桿鉆車）TBM煤礦巷道掘進(jìn)工藝與裝備

連續(xù)采煤機(jī)+錨桿鉆車

巖巷煤巷雙巷（多）單巷懸臂式掘進(jìn)機(jī)+單體錨桿鉆機(jī)

懸臂式掘進(jìn)機(jī)+機(jī)載錨桿鉆機(jī)

掘錨聯(lián)合機(jī)組（+錨桿鉆車）

全斷面掘進(jìn)機(jī)+錨桿鉆車

懸臂式掘進(jìn)機(jī)+錨桿鉆車懸臂式掘進(jìn)機(jī)+臨時支護(hù)+錨桿鉆車二、巷道掘進(jìn)與支護(hù)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀我國現(xiàn)有掘進(jìn)與支護(hù)技術(shù)1、較好條件煤巷掘進(jìn)（

構(gòu)造少，

煤系地層完整）單巷掘進(jìn)雙巷掘進(jìn)掘錨機(jī)組+后配套全斷面矩形掘進(jìn)機(jī)連采機(jī)+錨桿臺車2、一般及復(fù)雜條件煤巷掘進(jìn)（構(gòu)造較多，圍巖強(qiáng)度低，完整性差）單巷掘進(jìn)懸臂式掘進(jìn)機(jī)+單體錨桿鉆機(jī)懸臂式掘進(jìn)機(jī)+臨時支架+錨桿臺車懸臂式掘錨一體機(jī)懸臂式掘進(jìn)機(jī)+錨桿臺車3、巖巷掘進(jìn)炮掘TBM重型懸臂式掘進(jìn)機(jī)二、巷道掘進(jìn)與支護(hù)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀?

較好地質(zhì)條件煤巷掘進(jìn)——掘錨機(jī)組山特維克MB670太原院EJM340/4-2H二、巷道掘進(jìn)與支護(hù)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀弊端截割擾動大，空頂距較大，局部易片幫、漏頂過斷層等地質(zhì)構(gòu)造困難幫錨桿施工不便片幫、底板浮煤需人工清理重量超過100t，易扎底?

較好地質(zhì)條件煤巷掘進(jìn)——掘錨機(jī)組先進(jìn)性掘錨平行、全寬截割、一鍵啟動鉆臂電磁控制，錨桿、索自動施工定位導(dǎo)航連續(xù)運輸，機(jī)尾自移機(jī)載臨時支護(hù)隨機(jī)探測，掘探一體多機(jī)協(xié)同、自主跟機(jī)二、巷道掘進(jìn)與支護(hù)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀?

一般及復(fù)雜條件煤巷掘進(jìn)——懸臂式掘進(jìn)機(jī)+單體錨桿鉆機(jī)幫錨桿鉆機(jī)懸臂式掘進(jìn)機(jī) 單體頂錨桿鉆機(jī)以山西、山東、兩淮等為代表，頂板較破碎，需“掘一錨一”；煤體破碎，掘進(jìn)擾動下易片幫；我國主要掘進(jìn)支護(hù)方式，占比

90%

以上；全國平均180m/月

，大型煤礦一般

200-500m/月，少數(shù)

500m/月以上。二、巷道掘進(jìn)與支護(hù)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀?

一般及復(fù)雜條件煤巷掘進(jìn)——懸臂式掘進(jìn)機(jī)+單體錨桿鉆機(jī)成巷慢的主要原因“掘一錨一”作業(yè)，掘進(jìn)與支護(hù)反復(fù)換位，相互 干擾；缺乏有效的臨時支護(hù)；錨桿施工靠人工，勞動量大、效率低、占用時間長；1234掘進(jìn)與支護(hù)配套性差，不能實現(xiàn)平行作業(yè)。二、巷道掘進(jìn)與支護(hù)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀?

巖巷掘進(jìn)——TBM優(yōu)勢硬巖截割能力強(qiáng)、效率高、擾動小，巷道成型好；機(jī)械化、一體化程度高，截割、支護(hù)、出渣、除塵、超前探測整合于一體；人員及設(shè)備在護(hù)盾和永久支護(hù)保護(hù)的安全空間下作業(yè)。劣勢需施工大斷面拆裝硐室(長80m、高10m)

，進(jìn)轉(zhuǎn)場時間長；對地質(zhì)條件的變化適應(yīng)性差；轉(zhuǎn)彎半徑較大(300m)；錨桿、錨索永久支護(hù)效率低，仍需人工打設(shè)。二、巷道掘進(jìn)與支護(hù)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀EBH315Q型懸臂式掘進(jìn)機(jī)巖巷掘進(jìn)——重型懸臂式掘進(jìn)機(jī)重載橫軸截割機(jī)構(gòu)，截割能力強(qiáng)；雙齒條齒輪回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，截割牽引力大幅提高；在截割減速器中采用外循環(huán)強(qiáng)制冷卻潤滑過濾系統(tǒng)，提高減速器使用壽命；可擺動后穩(wěn)定支撐機(jī)構(gòu)，增加了設(shè)備的穩(wěn)定性?？山馗顔蜗蚩箟簭?qiáng)度≤100MPa（局部≤120MPa）巖石二、巷道掘進(jìn)與支護(hù)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀安裝藥卷并攪拌等待規(guī)定時間、并擰緊螺母預(yù)緊從中部向兩側(cè)依次安裝其他錨桿巷道支護(hù)存在的問題很多礦區(qū)支護(hù)設(shè)計仍以經(jīng)驗為主，支護(hù)密度普遍偏大，造成支護(hù)材料浪費；樹脂錨固錨桿錨索支護(hù)工序多、工藝復(fù)雜，很難實現(xiàn)自動化、智能化；掘 進(jìn) 鋪聯(lián)網(wǎng) 上鋼帶 打中間鉆孔幫錨桿打設(shè)流程相同三巷道掘進(jìn)自動化與智能化技術(shù)三、巷道掘進(jìn)自動化與智能化技術(shù)圍巖穩(wěn)定性與可掘性掘進(jìn)模式非常穩(wěn)定、可掘性非常好先掘后支、掘支分離掘進(jìn)模式。掘進(jìn)滯后一定距離（10-20m進(jìn)行錨桿支護(hù)，掘進(jìn)與支護(hù)相互不影響。穩(wěn)定、可掘性好，單巷掘進(jìn)：掘支平行、分次支護(hù)模式；雙（多）巷掘進(jìn)：連續(xù)采煤機(jī)、錨桿鉆車交叉換位掘進(jìn)模式。一般條件采用有效臨時支護(hù)、嚴(yán)格控制空頂和空幫距，可采用掘支平行、分次支護(hù)模式。不穩(wěn)定、可掘性差邊掘邊支、及時支護(hù)掘進(jìn)模式。掘進(jìn)機(jī)掘出一個支護(hù)排距后需要立即支護(hù)。極不穩(wěn)定、可掘性非常差超前加固、隨掘隨支掘進(jìn)模式。掘進(jìn)前需要加固破碎圍巖，掘后必須立即支護(hù)。）1.

提高煤巷掘進(jìn)速度的途徑巷道掘進(jìn)模式三、巷道掘進(jìn)自動化與智能化技術(shù)1.

提高煤巷掘進(jìn)速度的途徑掘進(jìn)工藝優(yōu)化掘進(jìn)裝備優(yōu)選支護(hù)參數(shù)優(yōu)化快速支護(hù)新技術(shù)掘進(jìn)全系統(tǒng)整體配套與協(xié)同三、巷道掘進(jìn)自動化與智能化技術(shù)?

臨時支護(hù)技術(shù)改變現(xiàn)有臨時支護(hù)方式，提出快速噴涂臨時支護(hù)技術(shù)，采用快速凝固噴涂材料，配套自動化高效噴涂設(shè)備，在巷道表面形成高強(qiáng)度、高韌性護(hù)表噴層，起到臨時支護(hù)的作用，同時可防止煤巖體風(fēng)化，并替代金屬網(wǎng)。自動化噴涂臨時支護(hù)示意圖三、巷道掘進(jìn)自動化與智能化技術(shù)自動化噴涂支護(hù)技術(shù)噴涂材料（厚度3-4mm）；自動化噴涂設(shè)備；噴涂泵、料箱、機(jī)械臂與掘錨一體機(jī)聯(lián)合集成。護(hù)表材料峰值強(qiáng)度（kN）對應(yīng)位移（mm）破壞位移（mm）護(hù)表剛度（kN/mm）鋼筋網(wǎng)37.2195.7273.10.26經(jīng)緯網(wǎng)38.2456.5578.50.11菱形網(wǎng)52.6476.5495.50.15新型高性能薄噴材料25.23（未破壞）626.73（未破壞）-（未破壞）0.04安裝藥卷并攪拌等待規(guī)定時間、并擰緊螺母預(yù)緊打孔并拆卸鉆桿錨桿施工流程繁瑣，施工速度慢。永久支護(hù)施工時間約占整體成巷時間的70%。開發(fā)了新型鉆、錨、預(yù)緊一體化錨桿及配套的施工裝備，效率相對于傳統(tǒng)工藝提高一倍以上。三、巷道掘進(jìn)自動化與智能化技術(shù)三、巷道掘進(jìn)自動化與智能化技術(shù)鉆錨一體化錨桿材料、工藝、技術(shù)與裝備鉆孔、錨固、預(yù)緊一體化，原來6道工序減為1道，施工效率提升1倍以上

；錨桿施工質(zhì)量穩(wěn)定；錨固力≥

200kN；預(yù)緊力矩超過300N.m。鉆錨預(yù)緊一體化錨桿三、巷道掘進(jìn)自動化與智能化技術(shù)鉆錨一體化自動支護(hù)系統(tǒng)自鉆式錨桿，錨桿作為鉆桿鉆進(jìn)泵注式錨固劑，錨固劑自鉆箱內(nèi)部注入錨桿中孔圓形錨桿倉：一次性存儲8根，4自由度組成：鉆架+鉆箱+錨桿倉+注漿系統(tǒng)+控制系統(tǒng)功能：實現(xiàn)一體化錨桿施工無人化工藝：一體化錨桿、托盤、調(diào)心球墊等預(yù)安裝，實現(xiàn)錨桿存儲、抓取、安裝、支護(hù)施工、錨固等全流程自動化反光輔助特征點雙目相機(jī)隨掘視覺測量系統(tǒng)原理雙目相機(jī)三角測量原理 （視覺測量原理）動坐標(biāo)系下特征點相對距離不變 （巷道監(jiān)測原理）隨掘變形動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)三、巷道掘進(jìn)自動化與智能化技術(shù)礦用隔爆型相機(jī) 礦用隔爆兼本安型計算機(jī) 高反射率反光球 氣動反光球自動安裝裝置自主研制礦用隔爆型相機(jī)，內(nèi)置環(huán)形光源適應(yīng)井下黑暗環(huán)境，定制玻璃防水膜避免水霧干擾；定制礦用隔爆兼本安型計算機(jī)，含8電口千兆網(wǎng)卡，解決多個雙目相機(jī)傳輸速度問題；定制高反射率反光球，適應(yīng)井下黑暗環(huán)境，提高視覺提取精度，提高對煤粉塵抗干擾能力；自主研制氣動反光球自動施工裝置，利用空氣負(fù)壓吸附反光球，實現(xiàn)自動化安裝。三、巷道掘進(jìn)自動化與智能化技術(shù)研究進(jìn)展—鉆錨一體化智能快掘成套裝備?

中煤科工開采研究院、太原研究院及陜煤曹家灘煤礦合作，研發(fā)出鉆錨一體化快速掘進(jìn)系統(tǒng)，在曹家灘礦進(jìn)行了工程示范。全自動化快掘系統(tǒng)三、巷道掘進(jìn)自動化與智能化技術(shù)三、巷道掘進(jìn)自動化與智能化技術(shù)?

井下試驗—曹家灘煤礦122104內(nèi)回風(fēng)順槽巷道斷面尺寸：6.5m×5.5m，斷面積35.75m2，跨度大、煤幫高；巷道設(shè)計長度5980m；巷道與相鄰工作面采空區(qū)距離50m，掘進(jìn)過程中局部發(fā)生片幫；巷道快掘快支和穩(wěn)定性控制方面存在一定難度。三、巷道掘進(jìn)自動化與智能化技術(shù)?

井下試驗—錨桿代替鉆桿、掘錨平行作業(yè)三、巷道掘進(jìn)自動化與智能化技術(shù)井下全自動“一鍵打錨桿”?

井下試驗—“一鍵”打錨桿6道工序減為1道；鉆孔、錨固、預(yù)緊一體化；新型鉆頭，有效避開金屬網(wǎng)；錨桿“一鍵”打設(shè)。錨桿打完效果三、巷道掘進(jìn)自動化與智能化技術(shù)錨桿施工質(zhì)量井下試驗—施工質(zhì)量檢測施工效率提升

1倍以上

；施工質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一，避免了因塌孔、片幫、鉆孔過短等原因?qū)е洛^桿安裝失敗的問題；錨固力≥

200kN

;預(yù)緊力矩超過300N.m

。1m局部片幫支護(hù)情況三、巷道掘進(jìn)自動化與智能化技術(shù)三、巷道掘進(jìn)自動化技術(shù)及裝備?

井下應(yīng)用效果裝備于2022年10月19日開始調(diào)試掘進(jìn)，施工錨桿60000余根，單根錨桿施工時間由原來5-6min縮短為3min；在6.5m×5.5m超大斷面掘進(jìn)情況下，已累計掘進(jìn)6000m，日進(jìn)尺65m。延長石油可可蓋煤礦、巴拉素煤礦3套設(shè)備正在井下施工，掘進(jìn)巷道5660m，施工新型錨桿50000根，與包頭能源、蒙發(fā)集團(tuán)、中煤榆林能化、神東集團(tuán)等多個煤企簽訂銷售10余套。四軟巖巷道支護(hù)技術(shù)及應(yīng)用四、軟巖巷道支護(hù)技術(shù)及應(yīng)用?

軟巖大體可分為3種類型：第一類：軟弱巖體。巖石在自然狀態(tài)下的強(qiáng)度很低（單軸抗壓強(qiáng)度一般小于30MPa），遇水軟化、膨脹，見風(fēng)風(fēng)化，強(qiáng)度進(jìn)一步降低（黏土巖、泥質(zhì)巖等）。第二類：破碎巖體，巖塊強(qiáng)度并不低，但結(jié)構(gòu)面發(fā)育，巖體整體強(qiáng)度低。第三類：高應(yīng)力巖體。巖塊強(qiáng)度并不低，結(jié)構(gòu)面也不發(fā)育，只是受到高應(yīng)力作用，呈現(xiàn)軟巖特點。頂板破碎巷幫破碎四、軟巖巷道支護(hù)技術(shù)及應(yīng)用巷道類型圍巖特點支護(hù)形式典型礦區(qū)軟巖巷道圍巖松軟，強(qiáng)度低，遇水軟化、膨脹全長錨固錨桿與錨索，噴射混凝土，必要時增設(shè)金屬支架平莊、龍口、鐵法、淮南、淮北等礦區(qū)按照工程軟巖的定義，軟巖可以分成四類，即膨脹性軟巖、高地應(yīng)力軟巖、節(jié)理化軟巖和復(fù)合型軟巖。軟巖具有可塑性、膨脹性、崩解性、流變性及易擾動性等特點。四、軟巖巷道支護(hù)技術(shù)及應(yīng)用軟巖巷道特點圍巖強(qiáng)度低、完整性差；高應(yīng)力；強(qiáng)采動。軟巖巷道圍巖變形形式遇水軟化與膨脹偏應(yīng)力作用下的擴(kuò)容變形；強(qiáng)流變；結(jié)構(gòu)大變形；沖擊變形。軟巖巷道大變形機(jī)理四、軟巖巷道支護(hù)技術(shù)及應(yīng)用巷道支護(hù)-改性-卸壓時空協(xié)同控制原理傳統(tǒng)單一支護(hù)很難控制軟巖巷道大變形。支護(hù)-改性-卸壓協(xié)同控制。首先進(jìn)行錨桿錨索高預(yù)應(yīng)力主動支護(hù)；圍巖裂隙發(fā)育，高壓力劈裂注漿主動改性，提高巷道強(qiáng)度、錨固力和完整性；完成支護(hù)-改性后，選擇合理層位，在工作面采動應(yīng)力升高前卸壓，減小側(cè)方懸頂和采空區(qū)后方懸頂，降低應(yīng)力集中程度；對于軟巖，及時噴漿封閉，防止圍巖遇水軟化、膨脹及風(fēng)化極為重要。巷道支護(hù)-改性-卸壓協(xié)同控制原理四、軟巖巷道支護(hù)技術(shù)及應(yīng)用主動支護(hù)—高預(yù)應(yīng)力錨桿與錨索支護(hù)?

預(yù)應(yīng)力支護(hù)原理主要作用：減小偏應(yīng)力，控制圍巖不連續(xù)、不協(xié)調(diào)的擴(kuò)容變形，保持圍巖完整性，減小圍巖強(qiáng)度降低。在錨固區(qū)形成預(yù)應(yīng)力承載結(jié)構(gòu)。錨桿預(yù)應(yīng)力及其有效擴(kuò)散起決定性作用；錨桿支護(hù)具有足夠延伸率和沖擊韌性，使圍巖連續(xù)變形釋放，避免局部破壞。高預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)度錨桿，實現(xiàn)一次支護(hù)。預(yù)應(yīng)力錨桿支護(hù)原理圖四、軟巖巷道支護(hù)技術(shù)及應(yīng)用主動改性-高壓劈裂注漿現(xiàn)有無機(jī)材料難注入低滲透圍巖，有機(jī)材料價格高、污染環(huán)境。開發(fā)高滲透、高強(qiáng)度、高黏結(jié)微納米無機(jī)有機(jī)復(fù)合注漿材料。?高滲透：減小材料粒徑；改善漿液對裂隙表面潤濕性；劈裂連通孤立裂隙；?高強(qiáng)度：選用快速水化反應(yīng)礦物材料；摻入促進(jìn)水化反應(yīng)的添加劑；減小材料粒徑，增加反應(yīng)面積。?高黏結(jié)：改善漿液對裂隙表面潤濕性，可進(jìn)入裂隙表面微觀凹凸；漿液與裂隙表面形成化學(xué)鍵作用。高壓劈裂注漿主動改性過程注漿孔四、軟巖巷道支護(hù)技術(shù)及應(yīng)用位壓裂地面大范圍體積壓裂技術(shù)示意圖主動卸壓—高應(yīng)力、強(qiáng)采動巷道?

水力壓裂卸壓水力壓裂用于采煤工作面堅硬頂板弱化，高應(yīng)力、強(qiáng)采動巷道圍巖控制及沖擊地壓防治。水力壓裂卸壓分類實施地點：地面壓裂和井下壓裂。井下壓裂：區(qū)域壓裂和局部壓裂。層位：高位、中位及低四、軟巖巷道支護(hù)技術(shù)及應(yīng)用?

千米深井軟巖巷道圍巖控制技術(shù)開采深度達(dá)到1000m，地應(yīng)力高。圍巖松軟，遇風(fēng)、水強(qiáng)度劣化嚴(yán)重。巷道嚴(yán)重變形，最大累計底鼓量超過10m。前掘后修、邊掘邊修、重復(fù)修護(hù)，巷道失修率高達(dá)60%?？谧螙|礦深井軟巖巷道變形破壞狀況變形斷面修復(fù)斷面四、軟巖巷道支護(hù)技術(shù)及應(yīng)用?

121302工作面，開采13-1煤層，平均厚度4.9m，埋深1000m，工作面長350m。試驗點為121302工作面運輸巷。運輸巷距采空區(qū)煤柱寬度15m。原支護(hù)采用錨網(wǎng)索支護(hù)+噴漿+滯后注漿聯(lián)合控制方案。巷道變形嚴(yán)重，大量錨桿、錨索破斷，鋼帶撕裂、托板壓翻。工作面及試驗巷道平面布置圖四、軟巖巷道支護(hù)技術(shù)及應(yīng)用煤層強(qiáng)度10MPa，頂?shù)装寰阅鄮r、砂質(zhì)泥巖等軟巖為主，強(qiáng)度37.7MPa。頂板37.1～45.3m存在8.2m堅硬細(xì)砂巖，強(qiáng)度91MPa。存在環(huán)向、斜交、復(fù)合等多種裂隙。粘土礦物占總礦物含量60%左右。煤幫錨固力低，工作面幫錨桿錨固力86kN，煤柱幫僅20kN，“生根”困難。頂?shù)装鍘r層分布巷道全斷面窺視圖四、軟巖巷道支護(hù)技術(shù)及應(yīng)用口孜東礦松散層巨厚，煤巖層松軟、埋深大、采動影響強(qiáng)烈。巨厚松散層591m、軟巖，巖層以泥巖為主，煤層松軟破碎，強(qiáng)度低。高地應(yīng)力 埋深大，5#煤層實測最大應(yīng)力24.94MPa，垂直應(yīng)力為主。強(qiáng)采動 采高5m，工作面長，采動影響強(qiáng)烈，采動范圍150m以上大變形，持續(xù)變形，錨固結(jié)構(gòu)整體移近，累計底鼓6m，幫移近4m。單側(cè)刷幫2m以上超前底鼓2m以上鏟車起底四、軟巖巷道支護(hù)技術(shù)及應(yīng)用高預(yù)應(yīng)力錨桿支護(hù)—高壓劈裂注漿改性—水力壓裂卸壓。700號超高強(qiáng)度錨桿，直徑22mm、長2.4m，預(yù)緊扭矩500N.m；錨索直徑22mm，預(yù)應(yīng)力300kN。高壓劈裂注漿：煤柱側(cè)超前注漿，微納米無機(jī)有機(jī)復(fù)合材料，高壓劈裂注漿?？谧螙|礦巷道錨桿錨索支護(hù)布置圖3885幫錨索SKP22-1/1860-4200

5800 巷道中線頂錨索SKP22-1/1860-7200錨桿CRMG700φ22-M24-2400口孜東礦巷道超前注漿孔布置圖四、軟巖巷道支護(hù)技術(shù)及應(yīng)用?

主動改性—注漿超前、高壓劈裂注漿，解決注不進(jìn)、粘不住問題。提高煤體強(qiáng)度、完整性及錨桿錨固力，煤柱側(cè)幫注漿后，錨桿拉拔力提高2倍左右。控制巷幫變形，提高巷幫對頂板支撐能力。裂縫寬度h不能進(jìn)入巖石巖石

hh2很難進(jìn)入h h10 3容易進(jìn)入 可以進(jìn)入注漿顆粒與裂縫大小的關(guān)系拉拔位置錨固劑用量拉拔力/kN注漿加固前煤柱側(cè)幫，距工作面8m2支MSK235047注漿加固后支護(hù)-改性-卸壓試驗段2支MSK2350140支護(hù)-改性-卸壓試驗段2支MSK2350150支護(hù)-改性-卸壓試驗段2支MSK2350140注漿前后煤柱側(cè)幫錨桿拉拔力測試結(jié)果四、軟巖巷道支護(hù)技術(shù)及應(yīng)用水力壓裂目標(biāo)層為頂板上部37-45m堅硬細(xì)砂巖。巷道兩側(cè)布置2組鉆孔，間距10m，孔深67m。與運輸巷軸向夾角30°、10°。壓裂段液壓支架平均阻力5-7MPa，非壓裂段支架平均阻力為12.5MPa，降低56%-60%。開切眼121302工作面121302工作面回風(fēng)巷121302工作面運輸巷5m

支護(hù)-改性-卸壓段100m

試驗段200m原支護(hù)段150m

支護(hù)-改性100m

30°10°47.4頂板巖層45°121302工作面煤體運輸巷

44.4 3煤柱運輸巷（b）A-A剖面 （c）B-B剖面口孜東礦巷道水力壓裂鉆孔布置圖

46.4

147.4頂板巖層45°（a）鉆孔布置平面圖4#液壓支架立柱阻力6#液壓支架立柱阻力四、軟巖巷道支護(hù)技術(shù)及應(yīng)用圍巖控制效果掘進(jìn)回采全過程，新支護(hù)頂板下沉減小74.9%，底鼓減小54.2%，兩幫移近減小69.2%。圍巖位移大幅降低，穩(wěn)定性顯著提高?？谧螙|礦巷道圍巖控制效果原支護(hù)支護(hù)-改性-卸壓工作面回采階段巷道變形及錨桿錨索受力變化曲線?

弱膠結(jié)富水軟巖巷道圍巖控制技術(shù)清水營煤礦是國家能源集團(tuán)寧夏煤業(yè)公司寧東煤田鴛鴦湖礦區(qū)最北部的一個井田，產(chǎn)能500萬噸/年。巷道掘進(jìn)初期：錨桿拔斷、錨索切斷、噴層開裂、頂板下沉、幫鼓和底