龙口矿区是国内典型的软岩矿区，含煤地层岩性多为泥岩、粘土岩、含油泥岩、炭质页岩和胶结松散的砂岩，节理裂隙发育，松散破碎。大部分岩层中含有蒙脱石（最高68.4%）、高岭土膨胀性矿物，易吸水崩解，膨胀性强（最高245%），属于典型的地质软岩。矿区内巷道支护与维护一直是矿井开采的主要困难，为降低巷道支护和维护成本，龙口矿区在梁家煤矿4606综放工作面材料巷中进行了锚注联合支护试验。

梁家煤矿4606工作面材料巷原支护方案：

锚杆采用MSGLD-335/18×2250螺纹钢锚杆。顶板锚梁范围内锚杆间排距650×800mm，其余部位锚杆间排距为650×650mm，锚梁、U型棚固定锚杆采用MSGLD-335/20×2500螺纹钢锚杆，间距800mm。锚梁采用U36型钢加工而成。

U型棚采用U36型钢加工而成，每架钢棚3节，棚距800mm，搭接长度不小于500mm。喷厚100～120mm。锚梁及U型棚间距均为800mm，喷厚100～120mm。

图1 4606工作面材料道原支护变形破坏现状

梁家煤矿4606工作面材料巷巷道修复采用“先控后固再抗”的支护理念改进支护方案：

（1）取消U型棚支护，原树脂锚杆、锚梁和喷射混凝土等锚喷支护方式不变。

（2）注浆锚杆：注浆锚杆排距1600mm，每断面9根，间距1200mm，规格Ф22×2200。

（3）中空注浆锚索：中空注浆锚索排距1600mm，每断面3根，间距2000mm，顶板巷中布置1根，左右间距2000mm，各布置1根，垂直巷道表面。规格为Ф22×6000。

（4）注浆材料采用42.5R硅酸盐水泥,添加8%的ACZ-I型水泥注浆添加剂，水灰比为1:2～2.5。注浆压力不低于3MPa。

图2 锚注支护注浆锚杆/中空注浆锚索布置图

（1）中空注浆锚杆受力在40～70kN之间，均大于原支护方案下的锚杆受力，这主要是采用中空注浆锚杆注浆后，围岩裂隙被浆液填充，整体强度提高，使锚杆在围岩内部拥有稳定的锚固岩层，使锚杆支护潜力能够有效发挥。

（2）顶板处与右肩处注浆锚索受力较大，最大值分别为255kN、320kN，而左肩为沿空帮煤体，松散破碎严重，受力最大值也达到150kN，表明注浆增强了破碎岩层的自承能力。

图4 中空注浆锚索受力监测结果         图5 巷道表面位移监测结果

采用锚注联合支护方案后，巷道表面位移量减少了34%、33%、42%、50%，巷道围岩控制效果显著。高强锚注支护效果如图4.41所示。对比原支护方案，得出如下结论：

（1）注浆后围岩的完整性得到极大改善，围岩基本处于完整状态，围岩的松动破坏范围小于3m，显著提高了围岩的稳定性。

（2）锚注联合支护方案中的围岩变形量整体变形较小，且变形量均在允许范围内，采用锚注联合支护方案能够有效控制巷道围岩强度，取得良好的围岩控制效果。

（3）利用锚注联合支护替代了U36钢棚支护，支护成本每米降低2300元，而且提高了安全系数，降低了工人的劳动强度。

图6 锚注支护的效果