砌碹作為傳統(tǒng)的支護(hù)方式，在開拓和準(zhǔn)備巷道中曾經(jīng)得到廣泛使用，目前，雖然比較先進(jìn)的錨噴支護(hù)在煤礦中已經(jīng)推廣普及，但是，由于砌碹支護(hù)具有材料來源廣、投資小、抗壓強(qiáng)度大、對軟巖及破碎帶圍巖整體封閉相對好等優(yōu)點(diǎn)，因而部分煤礦在服務(wù)年限長、地壓較大的主要巷道仍采用這種支護(hù)方式。由于碹體的剛性特點(diǎn)，在礦山壓力的作用下，碹體常出現(xiàn)大范圍損壞的現(xiàn)象，給運(yùn)輸、通風(fēng)和行人帶來了威脅。如何對損壞的砌碹巷道進(jìn)行經(jīng)濟(jì)有效的修護(hù)，使其在服務(wù)年限內(nèi)保證正常使用，仍然是煤礦技術(shù)工作者面臨的課題。為此，通過對皖北煤電公司幾個(gè)礦井修護(hù)砌碹巷道的調(diào)查統(tǒng)計(jì)，提出幾點(diǎn)淺顯的看法。

1 碹體破壞的原因

巷道開挖后，圍巖原有的應(yīng)力平衡狀態(tài)受到了破壞，巷道周邊依次形成松動(dòng)圈、塑性變形區(qū)和彈性變形區(qū)。圍巖松動(dòng)圈和塑變區(qū)是圍巖體彈性能釋放后的一種狀態(tài)，它是在巖體的破裂和運(yùn)動(dòng)中形成的，由于塑性變形區(qū)的巖體都具有較大支承強(qiáng)度，所以巷道的支護(hù)對象是圍巖松動(dòng)圈。松動(dòng)圈巖塊由裸露到表層到內(nèi)部破裂面存在著由小到大的摩擦力，當(dāng)這種摩擦力足夠大時(shí)，就可使巖塊相互嚙合而不掉落。利用松動(dòng)圈內(nèi)這層自承帶來加固巷道是修護(hù)技術(shù)的基本構(gòu)想。碹體整體式支架作為一種剛性支護(hù)體，有其良好的承載能力。但是，當(dāng)壁后存在空間時(shí)，由于不能及時(shí)支護(hù)圍巖，一旦圍巖產(chǎn)生動(dòng)壓，碹體就會(huì)遭到脆性破壞。凹凸不平的巖體表面對碹體造成的應(yīng)力集中，是碹體破壞的直接原因。

通過對皖北煤電公司部分礦井砌碹巷道破壞的調(diào)查分析，得出的碹體破壞原因有以下幾點(diǎn)：

（1） 掘進(jìn)巷道成型差，部分地段超挖嚴(yán)重。冒空區(qū)過頂不實(shí)，造成支架受載不均，來壓后呈屋脊變形。

（2） 過地質(zhì)構(gòu)造帶、軟巖及穿煤層段巷道易破壞。其原因是破碎帶、軟巖及煤層穩(wěn)定性差。

（3） 受采動(dòng)影響巷道被破壞最為普遍。由于采場動(dòng)壓破壞了巷道圍巖的受力平衡，導(dǎo)致巷道支架破壞。

2 砌碹巷道的修復(fù)

碹體受壓變形后，砌塊接縫中的灰漿粘結(jié)力被破壞，碹壁開裂，直墻鼓出，拱頂呈鍋底下墜或平頂，頂空呈屋脊形。此時(shí)，由于碹石相互咬合，凹凸毛糙的縫隙表面產(chǎn)生的摩擦力使碹體呈多鉸拱狀態(tài)，外觀上呈現(xiàn)柔性起伏，使載荷分布均勻，在承受200mm的變成后仍具有一定的支撐力。由于砌碹支架的脆性特點(diǎn)，這種變形破壞達(dá)到一定程度就會(huì)造成掉落或冒頂。因而，在它還具備一定殘余強(qiáng)度時(shí)進(jìn)行修護(hù)是非常必要的。為此，提出以下幾種修護(hù)方法供參考。

2．1 噴射混凝土修護(hù)

直墻半圓拱巷道拱部較易損壞，如果不再受采動(dòng)影響或壓力趨于穩(wěn)定，對拱部只需沖刷后噴射70~100mm厚的混凝土進(jìn)行粘貼補(bǔ)強(qiáng)即可。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是機(jī)械化程度高，勞動(dòng)強(qiáng)度小，施工快。由于巷道壓力已經(jīng)釋放，破碎圍巖近似成為均一巖性，大部分灰漿滲入碹壁表面裂隙，能使互不聯(lián)系或聯(lián)系較弱的碹塊重新膠結(jié)成一整體。噴體與碹體相互依存，共同受力，其微小的可縮性和較大的剛度既能阻止或減緩軟巖的蠕變，又能適應(yīng)巷道的收斂變形。

2．2 鑿壁錨噴修護(hù)

壓碎變形的碹壁表面，尖棱毛糙，龜裂縱橫，打錨桿鉆孔易產(chǎn)生卡鉆現(xiàn)象。即使粘透碹壁，也因壁后充填物而使鉆頭受阻或鉆桿不易拔出，另外，壁后有一定的空間也使快硬水泥錨固劑不易從壁孔送入巖孔內(nèi)。為解決這個(gè)問題，在點(diǎn)柱維護(hù)的碹壁上按1.0m×1.0m的錨桿柱排距鑿掏不小于200mm×200mm的壁窯，掏出或分開壁后阻擋的活動(dòng)矸石，然后在壁窯內(nèi)鉆眼。選用16mm×1600mm端頭彎曲式快硬水泥錨桿，安裝時(shí)桿尾應(yīng)露出碹壁壁面110mm左右，并用塑料薄膜包裹桿尾螺紋。沖刷碹壁后噴射70~80mm厚的混凝土，要求填平噴圓，尤其對壁窯要噴填嚴(yán)實(shí)。然后拆除桿尾包裹物，上托板緊固。由于存在壁厚及壁后空間，圍巖實(shí)際錨固厚度在1.1m左右。其修護(hù)機(jī)理是：

（1） 高速噴出的混凝土射流嵌入壁縫，使砌塊重新粘結(jié)牢固，恢復(fù)原有的拱形斷面和抗壓強(qiáng)度。

（2） 嵌入壁窯的混凝土與其中尾部桿體鑄成高強(qiáng)度的楔塊，它把噴層與碹壁楔緊粘牢，使其不易離層脫落。

（3） 使壁后空間普遍減少，非均質(zhì)巖性趨于均一，支架受力趨于均勻，經(jīng)過噴射混凝土補(bǔ)強(qiáng)，清除了應(yīng)力集中，改善了承載結(jié)構(gòu)。

（4） 支架的載荷被錨桿拉拽分擔(dān)，提高了支架的承載能力。

2．3 扒碹錨噴修護(hù)

如果巖石硬度中等，破碎程度較輕，可采用扒碹錨噴進(jìn)行修護(hù)。具體方法是：從一端開始向一另端順砌行扒掉拱肩以上的壞碹，四周用帶帽點(diǎn)柱維護(hù)。每次扒碹長度視巖性而定，一般為1~3m，鑿掉活動(dòng)矸石，然后及時(shí)噴射一層80~100mm厚的混凝土，必要時(shí)鋪金屬網(wǎng)。兩幫拱肩碹茬處要實(shí)，凝固后打眼安裝錨桿托板錨固，錨距700mm×700mm。該段支護(hù)完成后，再繼續(xù)向前扒碹，如此循環(huán)前進(jìn)。其特點(diǎn)是：錨噴后，在擴(kuò)大巷道斷面的同時(shí)，又重新構(gòu)筑起支架的拱形結(jié)構(gòu)，并提高圍巖的強(qiáng)度，改善支護(hù)狀況。

2．4 金屬無腿拱棚和U型鋼拱形可縮性支架支護(hù)

在穿煤層破碎帶、冒頂區(qū)接頂段或巷道超挖后充填物太厚地段，可采用金屬無腿拱棚和U型鋼拱可縮性支架支護(hù)。

（1） 金屬無腿拱棚修護(hù)。在碹拱拱肩完好處鑿壁掏孔，插入拱棚道橛，用混凝土封實(shí)橛窩，水泥背板過頂，再噴射一層70~100mm厚的混凝土，形成鋼筋混凝土復(fù)合支架，具有很高的承載能力。

（2） U型鋼拱形可縮性支架采用二接二節(jié)式U型鋼拱形可縮性支架，配合混凝土噴漿支護(hù)。其工作原理是：當(dāng)巷道壓力顯現(xiàn)時(shí)，由于卡環(huán)的卡緊作用，使搭接處U型鋼疊合面產(chǎn)生摩擦力。當(dāng)軸向壓力大于摩擦力時(shí)，支架下縮，從而緩解圍巖應(yīng)力。

（尹迎亮）