樣板工程
平頂山天安煤業股份有限公司四礦丁戊組平石門大巷支護工程
第一章概況
一、礦井概況
經調研決定采用多支護單元容錯集成技術，對該巷道進行修復。須按施工設計要求和作業規程的要求施工，保障工程質量。
第二章設計總體思路、原則和技術路線
一、設計丁戊組平石門大巷“大弧板段”總體思路
立足于解決丁戊組平石門大巷“大弧板段”巷道支護難題，從研究巷道支護機理與保持巷道穩定入手，以提高圍巖自身強度和改變圍巖的力學狀態為切入點，以自主原創為起點、現場反復實踐為基點、提升關鍵技術為奮發點，緊緊圍繞改善圍巖結構及其物理力學性質、適時隨機加固圍巖這一根本，著力實施“預控置換、強仍封層、激隙泄壓、穩壓膠結、構建均質同性圍巖體”等關鍵技術。
根據圍巖地質特點和巷道所處疊加應力狀態，優化出一定的預留空間之合理尺度；根據圍巖性質確定置換的部位及其范圍；根據巷道服務內容確定相關參數。
通過技術手段，激活圍巖體內的裂隙與解理面使其拓展，主動誘導圍巖體內應力泄出，為穩定注漿膠結圍巖造就出勻密、順暢的通道，成功施行動態注漿，從而實現多層次立體支護體系。通過多層次錨桿、注漿錨桿和注漿膠結后的圍巖，實現以圍巖為支護依托和參與體，重造組合體，以提高圍巖自身強度和承載能力，恢復巷道支護工作阻力，保持巷道長期穩定，為礦井安全生產提供**保障。
二、設計“大弧板”段巷道修復的堅持的原則
（一）、堅持安全防范的原則。“安全第一，預防為主”是煤礦生產鐵的法則，所以應切實做好深部礦井軟巖支護的安全防范工作，即從方案設計到技術措施再至工藝操作，以及施工措施到施工過程中的安全防范工作。
（二）、堅持領導重視的原則。根據深部礦井圍巖極其軟弱和破碎特點，各級領導和工程技術人員須遵循“精心設計、精細施工”的原則。即施工前的精心設計，工程前的細致準備；施工過程中的嚴格管理；施工后的系統認真的檢測監控。
（三）、堅持技術理念的原則。堅定的樹立主動、動態支護的理念；具體技術方案為：強韌封層、合理置換（加強底角卸壓槽和反底拱的施工管理）、穩壓膠結、構建均質同性的支護體系，以**施工過程中的安全和巷道服務期限內的質量**。
（四）、堅持技術把關優先防范的原則。巷道破壞是從某一個或幾個部位開始變形、損傷、破壞進而導致支護失穩，尤其在斷層帶中的巷道圍巖裂隙豐富，巖層軟弱極易流變和冒落，所以要嚴格控制循環進度的輕擾動、短步距、及時封閉、強韌支護的原則。其主要技術是：同時采用多層次的噴射混凝土、等強錨桿、鋼絲繩和鋼筋網組成的聯合支護體系，達到安全的控制頂板和保障巷道支護的長期穩定目的。
（五）、堅持施工全過程中檢測監控的原則。在巷道施工過程中，以及在施工結束后，都必須做好嚴格的礦壓監測監控工作。通過對巷道進行測點和巷道支護層的檢測監控，可以掌握巷道變形和各支護單元的工作狀態，從而驗證支護設計**性，同時也可以為動態支護提供及時恢復工作阻力的依據，保障巷道支護的長期安全穩定。
因此，我們在應用本項目過程中，必須辯證地解決好圍巖應力和圍巖強度的關系，充分利用和發揮圍巖的自承能力，實現新的支護技術**性、科學性、經濟性、適用性和易操作性。
三、設計的技術路線：
從一些礦井治理深部礦井復雜應力狀態下的圍巖治理的實際效果看，傳統的支護狀況，使我們認識到單一的、剛性的被動的治理理念必須**、系統的進行變革和創新，支護形式必須改變，支護設計必須優化，支護管理必須科學，支護效果必須經濟有效。也就是支護形式從剛性高強到強韌動態的支護結構改變；從單一到多單元的組合支護體系的優化。
本項目支護技術是一個多層次、多結構和多單元的綜合支護體系，其主要原理是軟巖巖石力學及錨注支護和注漿加固機理，它針對復雜應力下軟巖巷道的特點，以調動和提高圍巖自身強度為核心，以改變圍巖的力學狀態為切入點，采取系列手段，確定巷道支護的科學設計方案，實現施工進程和效果的*佳。其基本架構是：
1、對部分軟弱巖體，特別是關鍵部位的極軟弱巖體進行合理置換和**施工斷面大于設計斷面，**動態支護有一定的空間。
2、以多層次鋼絲繩為徑骨的多噴漿層、高度密貼巖面的強韌封層結構為止漿墊和第一支護單元的強有力的抗體。
3、在巷道關鍵部位（巷道底角）開挖卸壓槽，達到釋放圍巖內應力和拓展巖體內裂隙，為圍巖的松脫和注漿漿液疏通路徑起到相得益彰的成效。
4、掌控穩壓狀態下向巖體內預注漿、注漿、復注漿，將高強度水泥漿液反復注進圍巖體內，將松散軟弱的巖煤體膠結成整體。
5、在主動支護理念指導和全程監測監控下，以不斷調整壓力的恰當注漿技術，在巖體內留置預應力、緩釋迭加應力。
6、通過多層次錨桿、注漿錨桿和注漿膠結后的圍巖，實現以圍巖為支護依托和參與體，達到重造組合體的動態支護體系，以提高圍巖自身強度和承載能力，巷道支護長時間保持穩定的目標，為礦井安全生產提供**保障。
第三章丁戊組平石門大巷“大弧板段”特征、對策和設計方案
一、丁戊組平石門大巷“大弧板段”特征
1、此段巷道圍巖極其松軟、破碎流變性強。
2、巷道通過斷層組，受到較強烈的構造應力的影響。
3、巷道第一層次支護強度設計支護技術理念偏差，以高強的大弧板、重型U型鋼支護對緩慢釋放壓力的軟弱松散和具有構造應力的圍巖時，是失敗的。
4、當第一層次高強支護單元已經**破壞后，再支護上第二單元高強支護，實際上仍然是一個高強支護單元面對軟弱流變圍巖，支護依舊注定是要失敗的。
5、多次被動修復，不斷擾動圍巖，造成圍巖松動圈不斷擴大，帶來的支護壓力也就越來越大。
6、多次擾動同時造成，圍巖應力釋放和泄出的通道路徑、使這一區域圍巖壓力越來越集中，相應地造成巷道支護的更加困難。
二、具體支護對策：
1、預控;加大松散圍巖清理力度，合理擴大巷道毛斷面；
2、嚴把支護的一道工序強韌封層的設計和施工，**后續各支護單元的支護功能的充分達到容錯集成的支護功效。
3、強化泄壓槽技術要求；合理選擇好泄壓槽位置和因地的加大泄壓槽斷面規格。
4、認真執行穩壓注漿的各項要求，一定采用“自固、自封、內自閉”式注漿錨桿**注漿膠結效果；同時對動態注漿要確實及時掌控。
5、噴漿和注漿水泥都要盡量采用高標號的水泥，以**支護層質量和膠結圈體的強度。
6、確立一年期內的監測監控和適時動態注漿至關重要的復注工作，來抵御緩慢釋放壓力的軟弱松散和具有構造應力圍巖。
三、設計技術方案
（一）石門部分：
1、設計采用三層次噴漿層和二個層次的鋼絲繩組合成為強韌封層。
2、采用二層次高強錨桿作為支護加固圍巖的主體部分的第二單元。
3、在完成前兩項的基礎上，開挖泄壓槽，進行第一次注漿，保障錨桿支護作用得以充分和圍巖強度的支護第支護三單元。
4、在監測監控的指導下適時進行二次注漿（時間6～12個月）作用第四支護單元。
（二）交叉點部分：設計采用四層次噴漿層和三個層次的鋼絲繩、錨桿組合成為雙層次強韌封層。
1、設計采用三層次噴漿層和二個層次的鋼絲繩組合成為強韌封層。
2、采用二層次高強錨桿作為支護加固圍巖的主體部分的第二單元。
3、在完成前兩項的基礎上，開挖泄壓槽，進行第一次注漿，**錨桿支護作用得以充分和圍巖強度的支護第支護三單元。
4、在完成以上三個層次；即交叉點整個區域做出來后進行，第三個層次的錨桿和四次的噴漿，作為第四支護單元。
5、在監測監控的指導下適時進行二次注漿（時間6～12個月）作為第五支護單元。
第四章丁戊組平石門大巷“大弧板段”石門和交叉點的支護參數和施工圖
一、石門的支護參數：
巷道支護有關參數的要求;
1、石門采用半圓拱形斷面，刷大斷面，現要求凈斷面20.2㎡，即：凈寬5600mm，高4200mm；（毛斷面為：寬6400mm；高4600mm；毛斷面為：25.1㎡）。巷道支護采用多層次強韌封層支護體系。
2、石門強韌封層設計為：三噴層，噴層總厚度240mm。
A、一噴層為初噴層，厚度為100mm；為錨桿和鋼絲繩組合；錨桿間排距為700×700mm，鋼絲繩間距350×350mm，
B、二噴層，厚度為80mm；為錨桿、鋼絲繩和鋼筋網組合；錨桿間排距為700×700mm，鋼絲繩間距350×350mm，鋼筋網網格為100×100mm；
C、三噴層厚度為60㎜。
D、錨桿采用φ22×L2400mm等強錨桿；每層次間排距700×700mm，錨桿外露為30-50mm，每孔用2卷Z2937樹脂錨固劑。錨固力不小于80KN,錨桿螺母扭矩不少于100N.M。
E、注漿管采用直徑26×L2400mm的鋼管，
F、金屬網采用鋼筋方格網（φ6mm鋼筋），網孔規格為100×100mm。
G、通過預注漿、注漿，三噴層混凝土、雙層次等強錨桿、鋼絲繩和金屬網、使巷道圍巖形成一個有機整體，擴大了組合拱范圍，加大了支護韌性和剛性，有效提高了承載強度。
3、底角錨桿和底板錨桿的錨頭均低于底板100㎜，由于斷層帶圍巖軟弱底板打眼困難，可以考慮底板錨桿和注漿管長度選擇1600㎜左右，有利于正常施工。（詳細布置見后附圖1）
4、掛繩：
鋼絲繩吊掛縱向長度不得少于8米，橫向應以巷道輪廓長度為準；鋼絲繩規格為6"以上兩股繩。鋼絲繩搭接長度大于400㎜，并且要求插交搭接。兩個層次的鋼絲繩間距分別為：350×350㎜。、
5、注漿管：
注漿管，設計采用6"鋼管制作規格為直徑26×2400mm（底板注漿管長度選擇1600㎜）的注漿管，間排距1200×1200㎜。注漿管外露50mm，每根注漿管用3卷水泥藥卷，封堵嚴實注漿管孔口內，注漿時既不漏漿又不致注漿管被高壓沖出。
可根據斷層中巖石裂隙狀況，視其具體情況適當加長注漿孔的裸孔長度（加大注漿管孔的深度，注漿管長度不變）以拓展漿液擴散范圍。長期實踐證明在注漿壓力達到1.5Mpa的情況下，巖石裂隙寬度大于0.1㎜,注漿擴散半徑可達2.5米以上，因而，封閉圈可達到3500-5000mm。（詳細布置見后附圖2）。
6、注漿和噴漿用料：
注漿水泥用425#，水用清水，水灰比=0.7～1，注漿壓力為1.5～2.5Mpa，底角注漿壓力可以加大到3Mpa，每孔用水泥約6～8袋。（裂隙過大地段注漿量要求適當加大，一般在8～16袋。如果注漿壓力上不去，繼續進漿，并且無跑、漏漿現象，應繼續注漿，直至升到措施要求的注漿壓力為止；如單孔超過60袋水泥，可換孔注漿后再對該孔繼續復注）。
噴漿用425#水泥、陶粒土；水泥：陶粒土=1：3.8；（噴漿材料*好采用1：2：1.8；水泥：河沙：瓜子片），速凝劑的摻入量為水泥用量的5%。
7、卸壓
采取人工卸壓法，本巷道卸壓槽的挖掘，以綜掘機為主，人工為輔。卸壓槽尺寸為：凈寬×凈高=600mm×400mm（見附圖）。
卸壓程序及時間安排：卸壓槽開挖應在初噴、錨桿、掛繩、等一層次支護完成三日后方可進行。
8、反底拱：凈拱高600㎜；毛高900㎜；首先初噴100㎜混凝土；再打錨桿掛繩、鋪網，再噴200㎜混凝土。
底板注漿和整個斷面注漿同時進行。
9、巷道圍巖表面位移監測
巷道圍巖表面位移測試測點布置：每3米一組（排），每組6個點，初期每天觀測一次，一周后每周觀測2次，3個月后每月觀測1次。主要測試兩幫位移量、頂板下沉量、底鼓量。施工單位對所設測點應進行編號，并注明設置日期。測點安設應先打孔再用6mm鋼筋置入，用快硬水泥藥卷或水泥固定，采用鋼卷尺或測槍測試，要求**到1mm
10、補強支護設計
本著“動態設計、動態支護、動態管理”的原則，適時對巷道進行補強支護,當巷道移變量達到50-100mm時，就應該及時進行二次補注。考慮巷道處于斷層帶，要求提前按照每2米一排，每排布置7個復注孔，以**做到隨時注漿補強。
二、丁戊組平石門大巷“大弧板段”交叉點的有關支護參數：
巷道支護有關參數的要求;
1、石門采用半圓拱形斷面，刷大斷面，交叉點起點斷面要求巷道凈斷面20.2㎡，即：凈寬5600mm，高4200mm；（毛斷面為：寬6400mm；高4600mm；毛斷面為：25.1㎡）；交叉點交叉口凈斷面36.8㎡（毛斷面為：寬12800mm；高6000mm；毛斷面為：40㎡）；巷道支護采用多層次強韌封層支護體系。
2、石門強韌封層設計為：四噴層，噴層總厚度320mm。
A、一噴層為初噴層，厚度為100mm；為錨桿和鋼絲繩組合；錨桿間排距為700×700mm，鋼絲繩間距350×350mm，
B、二噴層，厚度為80mm；為錨桿、鋼絲繩組合；錨桿間排距為700×700mm，鋼絲繩間距350×350mm。
C、三噴層厚度為80㎜。為錨桿、鋼絲繩；錨桿間排距為700×700mm，鋼絲繩間距350×350mm。
d、四噴層厚度為60㎜。為錨桿、鋼絲繩；錨桿間排距為700×700mm，鋼絲繩間距350×350mm.
e、全部的錨桿為φ22×L2400mm等強錨桿；每層次間排距700×700mm，錨桿外露為30-50mm，每孔用2卷Z2937樹脂錨固劑。錨固力不小于80KN,錨桿螺母扭矩不少于100N.M。
2、施工工藝
工藝流程為：在巷道掘出合格的斷面后，實施第一次噴射混凝土→布置高強錨桿→掛設鋼絲繩→進行第二次噴漿→布置第二次高強錨桿→掛設鋼絲繩→進行第三次噴漿→開挖泄壓槽→打注漿錨桿注漿→注漿→打第二次注漿錨桿→以監測監控為依據進行二次注漿。
第四章工程完成情況和經濟效益
1、本項目錨注支護同比錨網索噴加36U型鋼支護，單米所用材料費用節約11053.51元-4617.51元=6436元。
2、本項目在平頂山天安煤業股份公司維修巷道7350米，實施所取得的經濟效益為：5612.5萬元+280萬元=5892.5萬元（人民幣）。
社會效益：
★本項目解決了深部礦井受復雜應力極軟巖巷道支護這一國內外長期得不到解決的技術難題。
★降低了支護成本，提供了多工種平行作業的空間，加快了施工進度，節省了人力資源，緩解了采掘接替緊張局面，改善了礦井安全狀況，保障了礦井的高產高效。
★在巷道圍巖控制理論及其實用技術方面，對豐富和發展采礦學科都具有重要的意義。
★項目技術可以大量節約可貴的鋼材資源，為節能減排實現循環經濟發展做出重大貢獻。
第一章概況
一、礦井概況
二、丁戊組平石門大巷“大弧板段”狀況
雙層重型U型鋼支護在大“弧板段”被破壞狀況
經調研決定采用多支護單元容錯集成技術，對該巷道進行修復。須按施工設計要求和作業規程的要求施工，保障工程質量。
第二章設計總體思路、原則和技術路線
一、設計丁戊組平石門大巷“大弧板段”總體思路
立足于解決丁戊組平石門大巷“大弧板段”巷道支護難題，從研究巷道支護機理與保持巷道穩定入手，以提高圍巖自身強度和改變圍巖的力學狀態為切入點，以自主原創為起點、現場反復實踐為基點、提升關鍵技術為奮發點，緊緊圍繞改善圍巖結構及其物理力學性質、適時隨機加固圍巖這一根本，著力實施“預控置換、強仍封層、激隙泄壓、穩壓膠結、構建均質同性圍巖體”等關鍵技術。
根據圍巖地質特點和巷道所處疊加應力狀態，優化出一定的預留空間之合理尺度；根據圍巖性質確定置換的部位及其范圍；根據巷道服務內容確定相關參數。
通過技術手段，激活圍巖體內的裂隙與解理面使其拓展，主動誘導圍巖體內應力泄出，為穩定注漿膠結圍巖造就出勻密、順暢的通道，成功施行動態注漿，從而實現多層次立體支護體系。通過多層次錨桿、注漿錨桿和注漿膠結后的圍巖，實現以圍巖為支護依托和參與體，重造組合體，以提高圍巖自身強度和承載能力，恢復巷道支護工作阻力，保持巷道長期穩定，為礦井安全生產提供**保障。
二、設計“大弧板”段巷道修復的堅持的原則
（一）、堅持安全防范的原則。“安全第一，預防為主”是煤礦生產鐵的法則，所以應切實做好深部礦井軟巖支護的安全防范工作，即從方案設計到技術措施再至工藝操作，以及施工措施到施工過程中的安全防范工作。
（二）、堅持領導重視的原則。根據深部礦井圍巖極其軟弱和破碎特點，各級領導和工程技術人員須遵循“精心設計、精細施工”的原則。即施工前的精心設計，工程前的細致準備；施工過程中的嚴格管理；施工后的系統認真的檢測監控。
（三）、堅持技術理念的原則。堅定的樹立主動、動態支護的理念；具體技術方案為：強韌封層、合理置換（加強底角卸壓槽和反底拱的施工管理）、穩壓膠結、構建均質同性的支護體系，以**施工過程中的安全和巷道服務期限內的質量**。
（四）、堅持技術把關優先防范的原則。巷道破壞是從某一個或幾個部位開始變形、損傷、破壞進而導致支護失穩，尤其在斷層帶中的巷道圍巖裂隙豐富，巖層軟弱極易流變和冒落，所以要嚴格控制循環進度的輕擾動、短步距、及時封閉、強韌支護的原則。其主要技術是：同時采用多層次的噴射混凝土、等強錨桿、鋼絲繩和鋼筋網組成的聯合支護體系，達到安全的控制頂板和保障巷道支護的長期穩定目的。
（五）、堅持施工全過程中檢測監控的原則。在巷道施工過程中，以及在施工結束后，都必須做好嚴格的礦壓監測監控工作。通過對巷道進行測點和巷道支護層的檢測監控，可以掌握巷道變形和各支護單元的工作狀態，從而驗證支護設計**性，同時也可以為動態支護提供及時恢復工作阻力的依據，保障巷道支護的長期安全穩定。
因此，我們在應用本項目過程中，必須辯證地解決好圍巖應力和圍巖強度的關系，充分利用和發揮圍巖的自承能力，實現新的支護技術**性、科學性、經濟性、適用性和易操作性。
三、設計的技術路線：
從一些礦井治理深部礦井復雜應力狀態下的圍巖治理的實際效果看，傳統的支護狀況，使我們認識到單一的、剛性的被動的治理理念必須**、系統的進行變革和創新，支護形式必須改變，支護設計必須優化，支護管理必須科學，支護效果必須經濟有效。也就是支護形式從剛性高強到強韌動態的支護結構改變；從單一到多單元的組合支護體系的優化。
本項目支護技術是一個多層次、多結構和多單元的綜合支護體系，其主要原理是軟巖巖石力學及錨注支護和注漿加固機理，它針對復雜應力下軟巖巷道的特點，以調動和提高圍巖自身強度為核心，以改變圍巖的力學狀態為切入點，采取系列手段，確定巷道支護的科學設計方案，實現施工進程和效果的*佳。其基本架構是：
1、對部分軟弱巖體，特別是關鍵部位的極軟弱巖體進行合理置換和**施工斷面大于設計斷面，**動態支護有一定的空間。
2、以多層次鋼絲繩為徑骨的多噴漿層、高度密貼巖面的強韌封層結構為止漿墊和第一支護單元的強有力的抗體。
3、在巷道關鍵部位（巷道底角）開挖卸壓槽，達到釋放圍巖內應力和拓展巖體內裂隙，為圍巖的松脫和注漿漿液疏通路徑起到相得益彰的成效。
4、掌控穩壓狀態下向巖體內預注漿、注漿、復注漿，將高強度水泥漿液反復注進圍巖體內，將松散軟弱的巖煤體膠結成整體。
5、在主動支護理念指導和全程監測監控下，以不斷調整壓力的恰當注漿技術，在巖體內留置預應力、緩釋迭加應力。
6、通過多層次錨桿、注漿錨桿和注漿膠結后的圍巖，實現以圍巖為支護依托和參與體，達到重造組合體的動態支護體系，以提高圍巖自身強度和承載能力，巷道支護長時間保持穩定的目標，為礦井安全生產提供**保障。
第三章丁戊組平石門大巷“大弧板段”特征、對策和設計方案
一、丁戊組平石門大巷“大弧板段”特征
1、此段巷道圍巖極其松軟、破碎流變性強。
2、巷道通過斷層組，受到較強烈的構造應力的影響。
3、巷道第一層次支護強度設計支護技術理念偏差，以高強的大弧板、重型U型鋼支護對緩慢釋放壓力的軟弱松散和具有構造應力的圍巖時，是失敗的。
4、當第一層次高強支護單元已經**破壞后，再支護上第二單元高強支護，實際上仍然是一個高強支護單元面對軟弱流變圍巖，支護依舊注定是要失敗的。
5、多次被動修復，不斷擾動圍巖，造成圍巖松動圈不斷擴大，帶來的支護壓力也就越來越大。
6、多次擾動同時造成，圍巖應力釋放和泄出的通道路徑、使這一區域圍巖壓力越來越集中，相應地造成巷道支護的更加困難。
二、具體支護對策：
1、預控;加大松散圍巖清理力度，合理擴大巷道毛斷面；
2、嚴把支護的一道工序強韌封層的設計和施工，**后續各支護單元的支護功能的充分達到容錯集成的支護功效。
3、強化泄壓槽技術要求；合理選擇好泄壓槽位置和因地的加大泄壓槽斷面規格。
4、認真執行穩壓注漿的各項要求，一定采用“自固、自封、內自閉”式注漿錨桿**注漿膠結效果；同時對動態注漿要確實及時掌控。
5、噴漿和注漿水泥都要盡量采用高標號的水泥，以**支護層質量和膠結圈體的強度。
6、確立一年期內的監測監控和適時動態注漿至關重要的復注工作，來抵御緩慢釋放壓力的軟弱松散和具有構造應力圍巖。
三、設計技術方案
（一）石門部分：
1、設計采用三層次噴漿層和二個層次的鋼絲繩組合成為強韌封層。
2、采用二層次高強錨桿作為支護加固圍巖的主體部分的第二單元。
3、在完成前兩項的基礎上，開挖泄壓槽，進行第一次注漿，保障錨桿支護作用得以充分和圍巖強度的支護第支護三單元。
4、在監測監控的指導下適時進行二次注漿（時間6～12個月）作用第四支護單元。
（二）交叉點部分：設計采用四層次噴漿層和三個層次的鋼絲繩、錨桿組合成為雙層次強韌封層。
1、設計采用三層次噴漿層和二個層次的鋼絲繩組合成為強韌封層。
2、采用二層次高強錨桿作為支護加固圍巖的主體部分的第二單元。
3、在完成前兩項的基礎上，開挖泄壓槽，進行第一次注漿，**錨桿支護作用得以充分和圍巖強度的支護第支護三單元。
4、在完成以上三個層次；即交叉點整個區域做出來后進行，第三個層次的錨桿和四次的噴漿，作為第四支護單元。
5、在監測監控的指導下適時進行二次注漿（時間6～12個月）作為第五支護單元。
第四章丁戊組平石門大巷“大弧板段”石門和交叉點的支護參數和施工圖
一、石門的支護參數：
巷道支護有關參數的要求;
1、石門采用半圓拱形斷面，刷大斷面，現要求凈斷面20.2㎡，即：凈寬5600mm，高4200mm；（毛斷面為：寬6400mm；高4600mm；毛斷面為：25.1㎡）。巷道支護采用多層次強韌封層支護體系。
2、石門強韌封層設計為：三噴層，噴層總厚度240mm。
A、一噴層為初噴層，厚度為100mm；為錨桿和鋼絲繩組合；錨桿間排距為700×700mm，鋼絲繩間距350×350mm，
B、二噴層，厚度為80mm；為錨桿、鋼絲繩和鋼筋網組合；錨桿間排距為700×700mm，鋼絲繩間距350×350mm，鋼筋網網格為100×100mm；
C、三噴層厚度為60㎜。
D、錨桿采用φ22×L2400mm等強錨桿；每層次間排距700×700mm，錨桿外露為30-50mm，每孔用2卷Z2937樹脂錨固劑。錨固力不小于80KN,錨桿螺母扭矩不少于100N.M。
E、注漿管采用直徑26×L2400mm的鋼管，
F、金屬網采用鋼筋方格網（φ6mm鋼筋），網孔規格為100×100mm。
G、通過預注漿、注漿，三噴層混凝土、雙層次等強錨桿、鋼絲繩和金屬網、使巷道圍巖形成一個有機整體，擴大了組合拱范圍，加大了支護韌性和剛性，有效提高了承載強度。
3、底角錨桿和底板錨桿的錨頭均低于底板100㎜，由于斷層帶圍巖軟弱底板打眼困難，可以考慮底板錨桿和注漿管長度選擇1600㎜左右，有利于正常施工。（詳細布置見后附圖1）
4、掛繩：
鋼絲繩吊掛縱向長度不得少于8米，橫向應以巷道輪廓長度為準；鋼絲繩規格為6"以上兩股繩。鋼絲繩搭接長度大于400㎜，并且要求插交搭接。兩個層次的鋼絲繩間距分別為：350×350㎜。、
5、注漿管：
注漿管，設計采用6"鋼管制作規格為直徑26×2400mm（底板注漿管長度選擇1600㎜）的注漿管，間排距1200×1200㎜。注漿管外露50mm，每根注漿管用3卷水泥藥卷，封堵嚴實注漿管孔口內，注漿時既不漏漿又不致注漿管被高壓沖出。
可根據斷層中巖石裂隙狀況，視其具體情況適當加長注漿孔的裸孔長度（加大注漿管孔的深度，注漿管長度不變）以拓展漿液擴散范圍。長期實踐證明在注漿壓力達到1.5Mpa的情況下，巖石裂隙寬度大于0.1㎜,注漿擴散半徑可達2.5米以上，因而，封閉圈可達到3500-5000mm。（詳細布置見后附圖2）。
6、注漿和噴漿用料：
注漿水泥用425#，水用清水，水灰比=0.7～1，注漿壓力為1.5～2.5Mpa，底角注漿壓力可以加大到3Mpa，每孔用水泥約6～8袋。（裂隙過大地段注漿量要求適當加大，一般在8～16袋。如果注漿壓力上不去，繼續進漿，并且無跑、漏漿現象，應繼續注漿，直至升到措施要求的注漿壓力為止；如單孔超過60袋水泥，可換孔注漿后再對該孔繼續復注）。
噴漿用425#水泥、陶粒土；水泥：陶粒土=1：3.8；（噴漿材料*好采用1：2：1.8；水泥：河沙：瓜子片），速凝劑的摻入量為水泥用量的5%。
7、卸壓
采取人工卸壓法，本巷道卸壓槽的挖掘，以綜掘機為主，人工為輔。卸壓槽尺寸為：凈寬×凈高=600mm×400mm（見附圖）。
卸壓程序及時間安排：卸壓槽開挖應在初噴、錨桿、掛繩、等一層次支護完成三日后方可進行。
8、反底拱：凈拱高600㎜；毛高900㎜；首先初噴100㎜混凝土；再打錨桿掛繩、鋪網，再噴200㎜混凝土。
底板注漿和整個斷面注漿同時進行。
9、巷道圍巖表面位移監測
巷道圍巖表面位移測試測點布置：每3米一組（排），每組6個點，初期每天觀測一次，一周后每周觀測2次，3個月后每月觀測1次。主要測試兩幫位移量、頂板下沉量、底鼓量。施工單位對所設測點應進行編號，并注明設置日期。測點安設應先打孔再用6mm鋼筋置入，用快硬水泥藥卷或水泥固定，采用鋼卷尺或測槍測試，要求**到1mm
10、補強支護設計
本著“動態設計、動態支護、動態管理”的原則，適時對巷道進行補強支護,當巷道移變量達到50-100mm時，就應該及時進行二次補注。考慮巷道處于斷層帶，要求提前按照每2米一排，每排布置7個復注孔，以**做到隨時注漿補強。
二、丁戊組平石門大巷“大弧板段”交叉點的有關支護參數：
巷道支護有關參數的要求;
1、石門采用半圓拱形斷面，刷大斷面，交叉點起點斷面要求巷道凈斷面20.2㎡，即：凈寬5600mm，高4200mm；（毛斷面為：寬6400mm；高4600mm；毛斷面為：25.1㎡）；交叉點交叉口凈斷面36.8㎡（毛斷面為：寬12800mm；高6000mm；毛斷面為：40㎡）；巷道支護采用多層次強韌封層支護體系。
2、石門強韌封層設計為：四噴層，噴層總厚度320mm。
A、一噴層為初噴層，厚度為100mm；為錨桿和鋼絲繩組合；錨桿間排距為700×700mm，鋼絲繩間距350×350mm，
B、二噴層，厚度為80mm；為錨桿、鋼絲繩組合；錨桿間排距為700×700mm，鋼絲繩間距350×350mm。
C、三噴層厚度為80㎜。為錨桿、鋼絲繩；錨桿間排距為700×700mm，鋼絲繩間距350×350mm。
d、四噴層厚度為60㎜。為錨桿、鋼絲繩；錨桿間排距為700×700mm，鋼絲繩間距350×350mm.
e、全部的錨桿為φ22×L2400mm等強錨桿；每層次間排距700×700mm，錨桿外露為30-50mm，每孔用2卷Z2937樹脂錨固劑。錨固力不小于80KN,錨桿螺母扭矩不少于100N.M。
2、施工工藝
工藝流程為：在巷道掘出合格的斷面后，實施第一次噴射混凝土→布置高強錨桿→掛設鋼絲繩→進行第二次噴漿→布置第二次高強錨桿→掛設鋼絲繩→進行第三次噴漿→開挖泄壓槽→打注漿錨桿注漿→注漿→打第二次注漿錨桿→以監測監控為依據進行二次注漿。
第四章工程完成情況和經濟效益
1、本項目錨注支護同比錨網索噴加36U型鋼支護，單米所用材料費用節約11053.51元-4617.51元=6436元。
2、本項目在平頂山天安煤業股份公司維修巷道7350米，實施所取得的經濟效益為：5612.5萬元+280萬元=5892.5萬元（人民幣）。
社會效益：
★本項目解決了深部礦井受復雜應力極軟巖巷道支護這一國內外長期得不到解決的技術難題。
★降低了支護成本，提供了多工種平行作業的空間，加快了施工進度，節省了人力資源，緩解了采掘接替緊張局面，改善了礦井安全狀況，保障了礦井的高產高效。
★在巷道圍巖控制理論及其實用技術方面，對豐富和發展采礦學科都具有重要的意義。
★項目技術可以大量節約可貴的鋼材資源，為節能減排實現循環經濟發展做出重大貢獻。
工程驗收現場1
工程驗收現場2
修復18個月后的四礦大弧板段整個巷道目前狀況
修復后20個月大弧面交叉點目前狀況
皖公網安備34060002030155