煤礦安全巷架加固技術措施引言煤礦巷道作為井下生產(chǎn)的“動脈”，其支護結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性直接關系到安全生產(chǎn)與作業(yè)效率。受地質(zhì)構(gòu)造應力、采動影響及支護材料老化等因素影響，巷架（巷道支護架體）易出現(xiàn)變形、開裂甚至垮塌，不僅威脅人員設備安全，還會影響通風、運輸系統(tǒng)的正常運行。因此，科學有效的巷架加固技術措施，是保障巷道長期穩(wěn)定、延長服務年限的關鍵手段。本文結(jié)合煤礦現(xiàn)場實踐，從加固需求分析、技術措施優(yōu)化、施工質(zhì)量控制等方面，探討巷架加固的實用路徑。一、巷架加固的必要性分析巷道支護體系在服役過程中，面臨多重因素的挑戰(zhàn)：1.地質(zhì)應力作用：深井開采中，地壓隨埋深增加呈非線性增長，原有巷架的承載能力難以匹配高應力環(huán)境，導致棚架變形、錨桿（索）失效。2.采動影響：回采工作面推進時，超前支承壓力與采空區(qū)側(cè)向應力疊加，使巷道圍巖應力重新分布，巷架受載劇增，易出現(xiàn)“縮頸”“折梁”等破壞。3.支護缺陷：早期支護設計偏保守或施工質(zhì)量失控（如架棚間距超標、錨桿錨固力不足），導致巷架先天“帶病”運行，后期需通過加固彌補。4.圍巖劣化：高含水率、軟巖地層中，圍巖遇水軟化、流變，對巷架的側(cè)壓、底鼓作用持續(xù)增強，加速支護結(jié)構(gòu)失效。二、巷架加固核心技術措施（一）架棚支護補強技術針對U型鋼、工字鋼等剛性/可縮性棚架的加固，需從“結(jié)構(gòu)補強”與“圍巖約束”雙維度入手：棚架結(jié)構(gòu)優(yōu)化：在變形區(qū)段增設“輔助棚”或“加強棚”，棚距縮小至原設計的1/2~2/3；對棚梁、棚腿的薄弱部位（如焊縫、接頭），采用等強度鋼板焊接補強，或加裝“抱箍”（Φ10mm鋼帶卷制）增強連接剛度。棚間協(xié)同支護：沿巷道軸向每隔1.5~2m，設置“十字形”或“三角形”棚間拉桿（Φ18~22mm圓鋼），拉桿兩端通過異形卡纜與棚架鎖定，形成“整體桁架”結(jié)構(gòu)，分散局部應力集中。底鼓治理：對底鼓嚴重的巷道，采用“反拱棚”加固，即沿巷道底板澆筑混凝土反拱（厚度≥300mm，強度C30），反拱與原有棚腿通過預埋鋼板焊接，限制底板圍巖向上變形。（二）錨桿（索）聯(lián)合加固技術利用錨桿（索）的主動支護特性，對巷架與圍巖進行“組合支護”：錨桿補強：在架棚巷道的棚梁、棚腿外側(cè)，按“五花形”布置補強錨桿（樹脂錨固，桿體Φ22mm，長度2.5~3.5m），錨桿尾部通過“L”形托板（厚10mm）與棚架緊密貼合，使棚架荷載通過錨桿傳遞至穩(wěn)定圍巖。錨索加固：針對高應力區(qū)段，沿巷道頂板（或兩幫）每隔3~5m施工錨索（鋼絞線Φ15.24mm，長度6~8m），錨索托盤采用“井”字形鋼梁（長×寬=800×300mm），覆蓋2~3架棚梁，將巷架群與深部穩(wěn)定巖體“串聯(lián)”，形成“棚架-錨桿-錨索”協(xié)同承載體系。網(wǎng)索封閉：在巷架表面鋪設菱形金屬網(wǎng)（網(wǎng)孔50×50mm），并用Φ12mm鋼絲繩（間距1.0~1.2m）橫向張拉，網(wǎng)繩與錨桿（索）托盤綁扎固定，封閉圍巖裂隙，防止碎脹變形擠壓巷架。（三）注漿加固技術通過注漿改良圍巖性質(zhì)，同時填充巷架與圍巖間的空隙，實現(xiàn)“圍巖-巷架”共同承載：壁后注漿：沿巷道周邊鉆孔（孔徑Φ42mm，孔深1.5~2.0m，間距2.0~3.0m），注入水泥-水玻璃雙液漿（水灰比0.8~1.0，凝膠時間30~60s），填充棚架與圍巖間的空隙，增強接觸界面的摩擦力與握裹力。圍巖注漿：對破碎圍巖區(qū)段，采用“深孔注漿”（孔深5~10m，間距3~5m），注入水泥漿（或高分子化學漿），使?jié){液在圍巖裂隙中擴散、膠結(jié)，形成“注漿結(jié)石體”，提高圍巖自身強度與完整性。注漿工藝控制：注漿壓力控制在1.5~3.0MPa（根據(jù)圍巖強度調(diào)整），采用“由下至上、間隔跳孔”的注漿順序，避免漿液串孔；注漿結(jié)束后，對注漿孔進行封孔處理，防止漏風或滲水。三、施工流程與質(zhì)量控制要點（一）施工前準備現(xiàn)場勘查：采用“地質(zhì)雷達+鉆孔窺視”技術，探明巷道圍巖破碎帶范圍、巷架變形特征（如收斂量、偏斜率），為加固方案設計提供依據(jù)。方案優(yōu)化：結(jié)合巷道用途（運輸巷、回風巷）、服務年限，制定“一巷一策”的加固方案，明確加固技術參數(shù)（如錨桿間排距、注漿壓力）、材料選型（如U型鋼型號、注漿材料配比）。安全交底：對施工人員進行專項培訓，重點講解巷架失穩(wěn)風險（如片幫、冒頂預兆）、應急處置流程（如臨時支護、避災路線）。（二）施工過程控制加固順序：遵循“先加固后掘進（或維修）”原則，對變形嚴重區(qū)段采用“由外向內(nèi)、分段加固”，每段長度控制在10~15m，防止施工擾動引發(fā)次生災害。參數(shù)執(zhí)行：嚴格按設計參數(shù)施工，如錨桿鉆孔深度誤差≤50mm，注漿量偏差≤10%；架棚補強時，棚梁與棚腿的夾角偏差≤2°，確保結(jié)構(gòu)受力均勻。動態(tài)監(jiān)測：采用“應力傳感器+收斂計”實時監(jiān)測巷架受力與變形，當監(jiān)測數(shù)據(jù)超過預警值（如日變形量＞50mm）時，立即停止施工，分析原因并調(diào)整加固方案。（三）質(zhì)量驗收標準架棚加固：棚架間距偏差≤50mm，棚梁水平度偏差≤3‰，拉桿與棚架連接牢固（扭矩≥150N·m）。錨桿（索）加固：錨桿錨固力≥80kN，錨索張拉應力≥150kN，托盤與巷架、圍巖貼合緊密（間隙≤2mm）。注漿加固：注漿后圍巖滲透率≤10??cm/s，巷架與圍巖間空隙填充率≥90%（鉆孔窺視驗證）。四、安全保障與應急管理（一）施工安全防護臨時支護：加固作業(yè)前，在施工區(qū)段前方5~10m架設“超前臨時棚”（棚距≤0.8m），或采用“單體液壓支柱+金屬頂梁”支護，防止空頂作業(yè)。通風與瓦斯管理：施工點配備局部通風機（風量≥100m3/min），確保瓦斯?jié)舛取?.8%；注漿作業(yè)時，采用防爆型注漿泵，防止電氣火花引燃瓦斯。個人防護：施工人員佩戴“安全帽+防塵口罩+護目鏡”，架棚作業(yè)時使用防墜器，高空作業(yè)（如錨索施工）系好安全帶。（二）應急處置預案冒頂/片幫處置：現(xiàn)場儲備“應急棚架+木垛”，發(fā)生局部冒頂時，立即停止作業(yè)，在安全區(qū)域架設臨時支護，逐步清理矸石、修復巷架。注漿泄漏處置：若注漿過程中出現(xiàn)漿液大量泄漏（壓力驟降），立即關閉注漿泵，采用“棉紗+速凝劑”封堵漏漿孔，待圍巖穩(wěn)定后重新鉆孔注漿。逃生路線：在巷道明顯位置設置避災路線標識，施工人員需熟記“迎著新鮮風流、就近進入硐室”的逃生原則。五、工程案例：某礦運輸大巷巷架加固實踐某煤礦-500m水平運輸大巷（服務年限15年），受采動影響出現(xiàn)嚴重變形：巷寬由4.2m縮至3.5m，棚梁下?lián)稀?00mm，底鼓量達450mm，威脅運輸安全。采用“錨桿+注漿+架棚補強”聯(lián)合加固技術：1.架棚補強：更換變形棚架為29U型鋼可縮性支架，棚距由0.8m縮小至0.6m，增設“十字形”棚間拉桿（Φ20mm圓鋼），增強整體穩(wěn)定性。2.錨桿加固：在棚梁、棚腿外側(cè)布置Φ22mm樹脂錨桿（間排距800×1000mm），錨桿尾部通過“L”形托板與棚架貼合，傳遞荷載至圍巖。3.壁后注漿：沿巷道周邊鉆孔（孔深1.8m，間距2.5m），注入水泥-水玻璃雙液漿（水灰比0.9，凝膠時間45s），填充棚架與圍巖間隙。加固后，巷道收斂變形量控制在日均值≤10mm，底鼓量穩(wěn)定在≤30mm/月，運輸系統(tǒng)恢復正常，巷道服務年限延長至設計壽命，直接經(jīng)濟效益超