管縫錨桿支護的破壞形式及改進措施

林 強，楊陸海

(陜西煎茶嶺鎳業(yè)有限公司， 陜西 漢中市 724300)

0 引 言

管縫式錨桿安裝簡便，對錨桿超深無嚴格要求，對巖石表層加固能力強，錨固力不受爆破震動及圍巖移動的影響，錨固巖體效果好，廣泛應(yīng)用于礦山井巷支護中。

煎茶嶺鎳礦自采用管縫式錨桿、管縫式錨桿加噴射砼支護工藝以來，取得了比較滿意的效果。通過對8000多米錨桿支護巷道的統(tǒng)計，凡是按照要求進行支護的巷道，成巷率達98%以上，巷道穩(wěn)定性好，保證了采掘生產(chǎn)的正常進行。

錨噴支護是以管縫式錨桿為主，噴砼只起到對錨桿間表面巖石進行局部支護和防止圍巖風化破壞的作用。管縫式錨桿是通過管壁與圍巖之間的摩擦力來提供對巖石的支護能力，它可以從巷道圍巖的表面至圍巖內(nèi)部形成一個圍巖加固圈，發(fā)揮圍巖自身的承載能力，提高了圍巖的整體穩(wěn)固性。當圍巖的變形壓力大于錨桿與圍巖的摩擦力時，圍巖可在力的方向上產(chǎn)生滑移，從而起到讓壓，卸載的作用。同時，錨桿本身又是金屬，也提高了圍巖的抗剪能力。實踐證明，管縫式錨桿、管縫式錨桿加噴砼支護在煎茶嶺鎳礦使用效果是良好的，但同時也發(fā)現(xiàn)其存在不少問題，亟待解決改進和完善。本文分兩方面做以闡述。

1 管縫式錨桿支護的主要破壞形式

(1) 孔口處的破壞。在松軟破碎圍巖中，巷道圍巖變形造成錨桿孔口處圍巖脫落，使錨桿外璐，從而使錨桿部分或全部失去加固作用。

(2)兩錨桿之間圍巖脫落破壞。在不穩(wěn)定圍巖中開挖巷道后，在地壓作用下，圍巖有沿軟弱結(jié)構(gòu)面擠出、滑移、塌落之勢。但鑒于巖體的力學性質(zhì)，以及圍巖的擠壓，齒和、鑲嵌作用，并不會立刻脫落。隨著地壓力的增大，兩錨桿支間圍巖所承受的拉力也在增加，其中間部位的拉應(yīng)力為最大，因此，圍巖首先從兩錨桿中間部分破壞脫落，進而誘發(fā)周圍巖石的冒落。

(3) 掛門簾式破壞。由于錨桿尾部沒有固定金屬網(wǎng)或金屬帶的裝置，僅靠錨桿托板擠壓金 屬網(wǎng)，因此，金屬網(wǎng)與錨桿固定不牢，金屬網(wǎng)與噴層形成掛門簾式破壞。

(4) 錨桿托板失效。錨桿尾部金屬環(huán)由于安裝時易被沖擊破損，使托板失效，進而引起孔口處圍巖提前破壞等。

2 管縫式錨桿支護的改進

按照常規(guī)的錨噴網(wǎng)支護工藝要求，首先用錨桿戴上錨桿托板壓上金屬網(wǎng)，金屬網(wǎng)必須緊貼巖面布置，然后噴上100 mm左右的噴漿料，當噴砼層受到地壓作用時，其外緣受拉力。眾所周知，噴砼抗拉性能遠不及抗壓性能好，因此，噴砼的外緣會首先出現(xiàn)裂紋、開裂，直至噴砼脫落后金屬網(wǎng)才能發(fā)揮作用。這種支護方式不能使噴砼、金屬網(wǎng)和錨桿同時發(fā)揮作用，雖采用單層錨網(wǎng)噴支護，但圍巖變形破壞時，噴砼、金屬網(wǎng)和錨桿未能聯(lián)合作用，僅能單一發(fā)揮作用，同時這種支護方式鋼筋網(wǎng)抗拉性能好的特點未能發(fā)揮利用。

為了克服上述弊病，將目前使用的單環(huán)單托板管縫式錨桿更改成雙托板管縫式錨桿。第一環(huán)僅固定托板，第二環(huán)可用于固定托盤及金屬網(wǎng)或筋條帶，兩環(huán)間距根據(jù)噴層設(shè)計厚度而定，如圖1所示。

改進后錨桿的作用有如下3個方面：

圖1 管縫式錨桿支護的改進

(1) 快捷、準確檢測噴漿質(zhì)量。兩環(huán)間距控制噴層厚度，可省去繁瑣的鉆孔檢查法，測量噴砼厚度的工序，從而保證噴錨網(wǎng)支護噴層的厚度。

(2) 兼顧力學性能，增強支護等級。第一環(huán)固定托板，對圍巖提供預(yù)壓應(yīng)力，改善孔口應(yīng)力分布；第二環(huán)固定托板及金屬網(wǎng)或筋條帶，保證其處在噴層的邊緣，充分發(fā)揮鋼筋抗拉強度大、砼抗壓強度大的特性，使噴層與金屬網(wǎng)共同承受圍巖應(yīng)力作用，起到更好的支護效果。

(3) 降低圍巖破壞，確保支護作用。由于安裝第一環(huán)不受沖擊，可使錨桿托板安裝牢固，保證了支護質(zhì)量。在進行錨噴支護時，視圍巖具體情況，可先錨再初噴或先初噴再錨網(wǎng)，掛金屬網(wǎng)后終噴把金屬網(wǎng)完全埋沒為止。這種結(jié)構(gòu)的鋼筋保護層厚度一般在6～15 mm，受力合理，可防止兩錨桿之間圍巖的脫落和改善孔口的受力狀態(tài)，取得較好的支護效果。

3 結(jié) 論

煎茶嶺鎳礦多年來一直采用管縫式錨桿支護，并在實踐中對其不斷提出改進措施。生產(chǎn)證明，改進后的支護方式對于破碎軟巖能夠夠發(fā)揮出更有效的支護作用，提高其支護效果，降低礦山采掘支護成本，為礦山井下采掘作業(yè)提供安全的工作環(huán)境。

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