軟巖巷道的錨網(wǎng)索噴注聯(lián)合支護(hù)技術(shù)

摘要：分析了軟巖巷硐穩(wěn)定性影響的因素，總結(jié)了軟巖巷道的支護(hù)治理原則。并結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際提出了具有針對(duì)性的以“錨、噴、網(wǎng)”支護(hù)為主、以錨索、注漿支護(hù)為輔的支護(hù)方案，通過現(xiàn)場儀器試驗(yàn)，證明支護(hù)效果較理想。

關(guān)鍵詞：軟巖巷道 二次支護(hù) 錨噴支護(hù)

1 概述

對(duì)軟巖巷硐進(jìn)行維護(hù)在煤礦生產(chǎn)建設(shè)中一直沒有得到有效的解決，困擾著煤礦的生產(chǎn)。在軟巖巷道施工中，由于圍巖變形量比較大，在一定程度上影響了其穩(wěn)定性，同時(shí)增加了施工的難度，并且巷道屢遭破壞，導(dǎo)致維修的次數(shù)大大增加，并且需要對(duì)其進(jìn)行多重維護(hù)，嚴(yán)重影響礦井的正常生產(chǎn)和安全運(yùn)行。由于煤礦的實(shí)際生產(chǎn)條件存在差異，使得國內(nèi)外無法形成統(tǒng)一的支護(hù)方法。為了取得良好的支護(hù)效果，只有對(duì)其力學(xué)原理進(jìn)行具體分析，采用科學(xué)合理的支護(hù)措施。

我礦井為垂深210m的斜井，泥巖及砂質(zhì)泥巖共同構(gòu)成斜井所處的巖層結(jié)構(gòu)，對(duì)于該巖層機(jī)構(gòu)來說，其泥巖的特點(diǎn)是：裂隙多，層理復(fù)雜，易風(fēng)化，低強(qiáng)度，并且遇風(fēng)風(fēng)化、遇水膨脹，泥化現(xiàn)象比較嚴(yán)重。在對(duì)井巷進(jìn)行施工的過程中，對(duì)巷道進(jìn)行維護(hù)難度較大，尤其是部分巷道已經(jīng)發(fā)生嚴(yán)重的變形，在一定程度上對(duì)其進(jìn)行多次修復(fù)，但是仍難以確保其穩(wěn)定。

2 巷硐變形原因

導(dǎo)致巷道發(fā)生嚴(yán)重變形的原因主要表現(xiàn)在：首先，巷道斷面較大，層理較多，并且應(yīng)力分布不均；其次，構(gòu)成巷硐圍巖的泥巖和砂質(zhì)泥，巖層強(qiáng)度低，完整性差。另外，掘進(jìn)后處于穩(wěn)定期的巷硐，在一定程度上發(fā)生著持續(xù)蠕變；巷硐兩幫的較大變形及底板鼓起直接影響巷硐圍巖的整體穩(wěn)定性，這些因素在一定程度上，導(dǎo)致難以對(duì)巷硐進(jìn)行圍護(hù)。

3 巷硐治理支護(hù)技術(shù)

3.1 巷硐治理的控制原則

①預(yù)留斷面，二次支護(hù)，對(duì)圍巖、幫角等進(jìn)行固結(jié)和加固。②在掘進(jìn)巷硐過程中，產(chǎn)生集中應(yīng)力，圍巖強(qiáng)烈變形，通過“錨、噴、網(wǎng)”支護(hù)體系對(duì)圍巖變形進(jìn)行控制，需要進(jìn)行復(fù)噴處理。③對(duì)圍巖進(jìn)行預(yù)應(yīng)力錨索支護(hù)和注漿加固，避免巷硐掘出后穩(wěn)定期間出現(xiàn)較大的、長時(shí)間的蠕變。④對(duì)幫、底進(jìn)行加固處理，是確保巷道兩幫整體穩(wěn)定性的重點(diǎn)，受巷道幫、底變形的影響和制約，通過用傾斜錨桿和傾斜錨索對(duì)巷道底角進(jìn)行加固，同時(shí)對(duì)兩幫、底角和底板通過高效速凝材料進(jìn)行注漿加固處理。

3.2 施工設(shè)計(jì)

通常情況下，將材料斜井巷道的斷面設(shè)計(jì)成半圓拱形，同時(shí)按照寬度4000mm，墻高1500mm，中高3500 mm的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)掘進(jìn)巷道。錨桿規(guī)格為Φ28×2600mm，并且具有強(qiáng)度高，可延伸的特點(diǎn)，按照排距800×800 mm設(shè)置錨桿的間距。如圖1所示，按照設(shè)計(jì)要求，將下底角的兩根錨桿與底板之間的夾角設(shè)置成40°。利用2卷Z2335的中速藥卷進(jìn)行錨固處理，同時(shí)使用普通的鋼筋網(wǎng)。噴層厚度控制在50mm，在一定程度上將鋼筋網(wǎng)覆蓋。錨索布置如圖2所示，長6.5m，孔深6m，排距2.4m。通過 4卷Z2350的藥卷進(jìn)行錨固，錨索托板采用250×250×20mm鋼板進(jìn)行制作。通常情況下，將4個(gè)錨索孔作為注漿孔，注漿孔深2m，排距為1.4m。

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圖1 材料斜井?dāng)嗝驽^桿布置圖 圖2 材料斜井?dāng)嗝驽^索布置圖

3.3 施工工序及要求

3.3.1 錨桿施工工序

通常情況下，①巷道掘出；②鋼筋網(wǎng)鋪設(shè)，每個(gè)斷面使用4條？覬14mm的鋼筋梯子梁進(jìn)行相應(yīng)的處理；③架設(shè)臨時(shí)支護(hù)，頂部錨桿施工；④幫部錨桿施工后進(jìn)行噴漿操作。按照上述四個(gè)步驟對(duì)錨桿進(jìn)行施工。

3.3.2 錨索施工的要求

①在誤差方面，鉆孔深度控制在±20mm，外露長度控制在100±300mm；②預(yù)緊力控制在100kN。

3.3.3 圍巖注漿施工

在對(duì)圍巖注漿進(jìn)行施工的過程中，按照噴漿封閉巖面、打眼封孔、拌料注漿、清洗管路、施工組織、注漿監(jiān)測及質(zhì)量檢查的順序進(jìn)行。

4 效果分析

在對(duì)現(xiàn)場儀器進(jìn)行試驗(yàn)的過程中，按照“十”字布點(diǎn)法，對(duì)施工后巷道的頂板、底和兩幫進(jìn)行布置測點(diǎn)，觀測支護(hù)段150m范圍內(nèi)的巷道，得到變形曲線如圖4-1、4-2所示。通過對(duì)圖進(jìn)行分析可知，巷道劇烈變形主要發(fā)生在前30d內(nèi)，此期間的變形量占總變形量中的50%左右，當(dāng)巷道持續(xù)變形80d后，巷道進(jìn)入穩(wěn)定期，此時(shí)巷道兩幫變形速度基本在1mm/d以內(nèi)。

通過對(duì)現(xiàn)場試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析：軟巖巷道條件下，通過將“錨、噴、網(wǎng)”與錨索注漿進(jìn)行聯(lián)合，在一定程度上可以對(duì)軟巖巷硐圍巖的變形進(jìn)行控制，巷硐的安全性和穩(wěn)定性得到保證。

5 結(jié)論

①利用“錨、噴、網(wǎng)”、錨索對(duì)巷道進(jìn)行處理，在一定程度上可以對(duì)巷道進(jìn)行及時(shí)封閉處理，軟巖風(fēng)化現(xiàn)象可以有效避免。通過注漿填充的方式對(duì)圍巖裂隙進(jìn)行處理，提高了軟弱圍巖的承載能力，與“錨、噴、網(wǎng)”一起組成噴網(wǎng)組合拱，同時(shí)與錨索組成噴錨注索加固圈，支護(hù)阻力和剛度有了較大的提升，軟巖巷道的圍巖變形明顯降低，提高了巷道的穩(wěn)定性。②為了有效控制巷道圍巖變形，利用“錨、噴、網(wǎng)”和錨索注漿的方式進(jìn)行處理，巷道變形在2個(gè)月內(nèi)趨于穩(wěn)定，取得了較好的支護(hù)效果。③對(duì)巷道進(jìn)行“二次支護(hù)”，在一定程度上提高了支護(hù)強(qiáng)度和巖體強(qiáng)度，同時(shí)對(duì)破碎巖體起到固結(jié)的作用，巖體整體強(qiáng)度得到提高。

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