淺談耦合支護在巷道安全支護方面的效應

摘 要：錨網(wǎng)錨索耦合支護與圍巖在時間和空間的強度和剛度耦合可以直觀反映支護體與圍巖間的相互作用，確定最佳支護時段，達到耦合支護下支護體與圍巖在時間上的耦合，取得最優(yōu)的支護效應。

關鍵詞：耦合支護；時空效應；圍巖；支護體

隨著礦井開拓深度的增加，井巷的支護，已成為制約生產(chǎn)的重要因素，井下巷道長期積累下的安全隱患以及不斷增加的生產(chǎn)成本[1]，嚴重影響著當代礦山企業(yè)的發(fā)展，因此如何合理采用支護形式是礦山企業(yè)降低支護成本，確保安全生產(chǎn)的重要課題。

1 采區(qū)巷道支護的基本要求

1.1 選擇不一樣的類型支護，其各自具有不同的支護特點，同時使用不同類型的支護可以互相為依托，補充各自的不足，從而最終取得較好的支護效果[2]。錨網(wǎng)錨索支護耦合是現(xiàn)代井建中一種較為常用的方法。

1.2 對于支架的承載能力而言，并非支撐力越大就越好[3]，因為無形中會使支護成本增高，增大的支撐力對圍巖移動的抑制作用是有限的，所以應使支架承載能力保持在技術上有效，達到時間上的最有效耦合。

2 錨網(wǎng)錨索耦合支護的時間耦合效應

以天水金泉公司的1102采區(qū)巷道為例，在井下安全施工中發(fā)現(xiàn)，原有的錨網(wǎng)索耦合支護方案在施工過程中，常常發(fā)生錨桿索斷裂現(xiàn)象，導致圍巖體受力不均衡，從而誘發(fā)與之相關的錨索錨桿斷裂，給巷道的穩(wěn)定造成極大的破壞，根據(jù)以往研究以及施工經(jīng)驗，單單減小錨桿索間排距是不能解決問題的，因為其無法支護已經(jīng)破壞的整體圍巖結(jié)構(gòu)。故此，可以經(jīng)過現(xiàn)場觀測確定出錨索的最有利的支護時間區(qū)，即就是達到錨網(wǎng)錨索支護條件下最佳的支護時間耦合點，取得最好的支護效果。

2.1 監(jiān)測監(jiān)控

對天水金泉公司的1102采區(qū)巷道進行圍巖位移監(jiān)測，設置共2個監(jiān)測站，相間距為20m。觀測時間主要是錨桿索支護后15天左右，收集監(jiān)測數(shù)據(jù)，并且分析數(shù)據(jù)加以總結(jié)，就能較為量化的反映出1102采區(qū)巷道圍巖的位移隨著時間的變化特點。

2.2 監(jiān)測結(jié)果

根據(jù)持續(xù)每日收集掘進過程中頂板的下沉速度，得出位移規(guī)律，現(xiàn)將所得數(shù)據(jù)圖像化可得下圖：

圖1 監(jiān)測站1處的圍巖巷道變形速率曲線

3 結(jié)果分析

由圖可知，巷道頂板下沉速率最大值分別為22mm/d、21mm/d，兩幫的相對移近速率最大值分別為22mm/d、24mm/d，頂板及兩幫的主要變形量集中在測站設置后前6天之內(nèi)，頂板的下沉速率和兩幫的相對移近速率都在第6天左右達到了峰值。即此時圍巖內(nèi)部變形能量釋放最大的時間。

另外，根據(jù)工程經(jīng)驗可知錨桿施工1～3天后，圍巖的變化量就會達到一個峰值，而根據(jù)上面分析可知，變形速率集中發(fā)生在施工前 6 之內(nèi)，基于此可以推知，錨網(wǎng)推后于錨桿3～5天施工錨索最好，可以充分釋放圍巖的內(nèi)部應力，又提高了錨索的預緊力，達到時間上的最佳耦合點。

4 結(jié)束語

4.1 根據(jù)天水金泉1102巷道監(jiān)測點數(shù)據(jù)，頂板及兩幫的主要變形量集中在測站設置后前6天之內(nèi)。

4.2 錨桿施工1～3天后，圍巖變化量達到峰值，此后錨網(wǎng)推后于錨桿3～5天施工錨索最好，可以達到時間上的最佳耦合點，取得最優(yōu)的支護效應。

參考文獻

[1]賈明魁.錨桿支護煤巷冒頂成因分類新方法[J].煤炭學報，2005，30（5）：568-570.

[2]李磊，楊威.錨桿失效的原因及防治措施[J].礦業(yè)工程，2007，5（6）：28-30

[3]李學華.綜放沿空掘巷圍巖大小結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的研究[D]，徐州：中國礦業(yè)大學，2000.

作者簡介：任宏安（1986-），男，陜西西安人，西安科技大學安全工程研究生，現(xiàn)任天水金泉礦業(yè)有限公司助理工程師。