煤礦巷道維修中注漿對初次支護的作用分析

摘 要：針對目前煤礦生產(chǎn)中有一些使用年限較長的巷道由于初期支護強度、方式不合理，或者受采掘影響，導(dǎo)致巷道變形破壞嚴(yán)重，其淺部圍巖已經(jīng)完全破壞，裂隙也逐步向圍巖深部擴展，常規(guī)的支護手段已經(jīng)沒有支護基礎(chǔ)等問題，通過數(shù)值模擬軟件UDEC模擬分析注漿對變形破壞巷道的原錨索支護的影響，以及對改善破碎圍巖狀態(tài)的作用。得出通過注漿可改善原有錨桿（索）支護的作用、改變圍巖的狀態(tài)，為后期的擴巷、加固提供可靠的基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：煤礦 巷道維修 注漿 初次支護 作用

圍巖控制技術(shù)的關(guān)鍵是通過一定的手段來改善圍巖的狀態(tài)，充分利用圍巖自身的強度來保持支護系統(tǒng)的穩(wěn)定性。注漿作為改善巖土狀態(tài)的重要技術(shù)，能在原位對巖土進(jìn)行加固和改性，使一定范圍內(nèi)的巖土體成為支護結(jié)構(gòu)不可分割的一部分，充分利用巖土體本身的強度，較好地解決了一些棘手的問題。

一、簡述煤礦巷道的有限元素分析

1、取值分析的整體運用

在研究錨桿錨噴支護對圍巖蠕動所帶來的限制作用的時候，通過具體的比較，尤其是毛洞的經(jīng)歷蠕動變換后的位移和錨噴支護的巷道位移，都會帶來不同程度的影響，因此，可以進(jìn)行具體的數(shù)值計算，通過現(xiàn)代化的計算方法，采取有效的錨桿支護措施，形成圍巖的穩(wěn)定性，適當(dāng)?shù)呐渲妙A(yù)應(yīng)力的取值等等。

2、數(shù)據(jù)運用分析

在煤礦巷道錨桿支護的具體數(shù)據(jù)分析上，如果錨噴為C20混凝土，如果這樣的彈性模量為25.5Gpa，泊松比為0.2，厚度為50mm。其中，可以選用錨桿的直徑為22mm的等強鋼，具體的彈性模量為210Gpa，泊松比為0.2，施加預(yù)應(yīng)力，可以更精準(zhǔn)的計算出預(yù)應(yīng)力的取值，應(yīng)該在105KN，更好的發(fā)揮錨桿支護效果的整體效能。

二、分析煤礦巷道錨桿參數(shù)對支護效果的影響

1、增加錨桿數(shù)量

在具體的運行中，增加錨桿支護的數(shù)量，就是為了減少錨桿之間的距離，錨桿控制巷道圍巖變形的效果就會呈現(xiàn)更好的效果，尤其是在錨桿間距逐漸縮小的情況下，橫向與縱向距離的變化，也會造成不同程度的影響，就會造成圍巖位移的速度逐漸降低，因此，錨桿支護數(shù)量的增加也能對效果起到很好的提高作用。尤其是在錨桿支護數(shù)量增加的同時，圍巖位移逐漸減少，減少的趨勢也會由強變?nèi)酰⑶以谶x擇一個合理取值的時候，尤其是結(jié)合不同的地質(zhì)條件，錨桿間距的取值更顯得尤為重要。

2、不同長度的影響

在煤礦巷道錨桿參數(shù)的長度選用上，也會造成不同程度的影響。不同長度的錨桿對巷道圍巖的變形效果也會造成有效的控制，隨著錨桿長度的增加，橫向的收斂量就會逐漸降低，錨桿長度與橫向收斂量呈現(xiàn)出一定的正比例現(xiàn)象，因此，支護效果會隨著錨桿長度的變化造成不同程度的提高，形成整體的效能發(fā)揮。

三、探討煤礦巷道維修中注漿對初次支護的作用

1、修復(fù)的時機要精準(zhǔn)

修復(fù)支護技術(shù)的關(guān)鍵是如何對破碎松動圍巖加固補強及如何確定支護時機，如果支護時機掌握不好，如巷修的支護時間太早，在圍巖劇烈活動期，在高地壓尚未重新分布完畢之前進(jìn)行，則支護效果不佳，一般支護手段很難保證巷道支護完好。如支護時間太遲，待變形嚴(yán)重后修復(fù)，巷道的有害變形將會加劇，巷道冒頂?shù)目赡苄栽鰪姡瑖鷰r破碎松動的范圍將加大，給修復(fù)工帶來極大地困難，不但成本增加，安全性也沒有保證，因此，合理確定支護時機是巷道修復(fù)的一個關(guān)鍵問題。深部地壓作用破壞時，最佳時機按巷道礦壓觀測資料確定，通過對巷道圍巖表面位移觀測，繪制出巷道變形曲線。其變形速度達(dá)到最大值時，表明巷道圍巖受力最大，此后壓力減小（但變形不停止）。此時，如巷道支護強度能抵抗破壞外力，巷道不破壞；如巷道支護強度相對較弱，巷道出現(xiàn)變形、噴體出現(xiàn)片狀或鱗狀剝落，此時便是最佳支護時機的臨界點，可進(jìn)行巷道修復(fù)工作。

2、二次錨網(wǎng)噴支護修復(fù)技術(shù)

（1）支護要求。巷道斷面：在初次支護時留出300mm的讓壓空間，根據(jù)巷道變形情況，確保注漿和二次錨網(wǎng)噴支護后的巷道凈尺寸滿足通風(fēng)、行人和運輸?shù)刃枰＃?）錨噴支護修復(fù)施工工藝。根據(jù)圍巖條件、失修狀況，以及現(xiàn)有施工條件，采用初次錨網(wǎng)索噴體支護（噴厚50～70mm）讓壓，超前把變形區(qū)域內(nèi)的圍巖封閉，注漿充填圍巖裂隙后，再二次錨網(wǎng)，錨桿和金屬網(wǎng)規(guī)格同初次支護的參數(shù)，最后掛線復(fù)噴成型作為永久支護。施工順序：控制扒渣機距離迎頭不超過30m，在移動扒渣機后，及時進(jìn)行注漿，充填初次支護體以外的破碎圍巖裂隙，然后二次錨網(wǎng)變形部位，尤先處理拱部，最后掛線復(fù)噴成巷。

3、方法運用

在煤礦巷道錨桿參數(shù)對支護的影響分析中，針對不停的支護技術(shù)的采用，尤其在長短參數(shù)、排距參數(shù)等多方面的技術(shù)運用，就需要采用更為科學(xué)的技術(shù)應(yīng)用，因此，在結(jié)合煤礦錨桿支護參數(shù)的具體運行中，通過工程類比法、理論計算法等多種技術(shù)的運用，能更好的減少煤礦巷道錨桿參數(shù)對支護效果的影響，譬如，工程類比法是當(dāng)前應(yīng)用較廣的方法。它是根據(jù)已經(jīng)支護的類似工程的經(jīng)驗，通過工程類比，直接提出支護參數(shù)。它與設(shè)計者的實踐經(jīng)驗有很大關(guān)系。然而，要求每一個設(shè)計人員都具有豐富的實踐經(jīng)驗是不切實際的。為了將特定巖體條件下的設(shè)計與個別的工程相應(yīng)條件下的實踐經(jīng)驗聯(lián)系起來進(jìn)行工程類比，做出比較合理的設(shè)計方案，正確的圍巖分類是非常必要的。進(jìn)行圍巖分類后，就可根據(jù)不同類別的巖層，確定不同的支護形式和參數(shù)。

四、結(jié)語

通過采用多種方式的運用，尤其是對錨噴支護巷道的蠕動變模擬運用，并且通過對不同錨桿參數(shù)的使用，包括長短的變化、排距的變化等多種影響因素的分析，獲取一定的支護數(shù)值運用，尤其是一定程度的錨桿支護可以更好的限制蠕變位移，減少對圍巖的應(yīng)力作用，并在橫向工程上提供堅實的技術(shù)支撐，更好的為煤礦企業(yè)的發(fā)展提供強有力的技術(shù)服務(wù)，促進(jìn)整體效益的提升。

參考文獻(xiàn)：

[1]刁金昌；某煤礦巷道錨桿參數(shù)對支護效果的影響；中國新技術(shù)新產(chǎn)品；2010年22期

[2]馬時強；酉水隧道圍巖大變形及支護結(jié)構(gòu)數(shù)值模擬研究[J]；地下空間與工程學(xué)報；2009年03期

[3]柴柏龍；李曉紅；盧義玉；康勇；馮衛(wèi)強；陳凌云；大跨度隧道圍巖-支護體系穩(wěn)定性分析[J]；地下空間與工程學(xué)報；2009年03期

[4]閆振東；大斷面煤巷支護技術(shù)試驗研究及新型錨桿機研發(fā)應(yīng)用[D]；中國礦業(yè)大學(xué)（北京）；2010年第4期

作者簡介：賈鑫（1986.10-），男，南陽市社旗縣人，助理工程師，畢業(yè)于河南理工大學(xué)。