淺談錨網(wǎng)噴錨索支護(hù)在大巷施工中的應(yīng)用

[摘要]本文從陜西瑞能煤業(yè)公司大巷錨網(wǎng)噴支護(hù)機(jī)理出發(fā)，重點(diǎn)介紹了錨網(wǎng)噴錨索支護(hù)的參數(shù)設(shè)計(jì)、施工工藝、效果評(píng)價(jià)，并進(jìn)一步提出了提高支護(hù)質(zhì)量的合理化建議。

[關(guān)鍵詞]大巷錨網(wǎng)噴錨索支護(hù)應(yīng)用

陜西瑞能煤業(yè)公司與黃陵礦業(yè)集團(tuán)公司一號(hào)井毗臨，位于延安市黃陵店頭鎮(zhèn)。1989年12月竣工投產(chǎn)，設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力0.30Mt/a。2011年5月礦井從周邊劃撥資源后，開(kāi)始進(jìn)行機(jī)械化改造，設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力0.60Mt/a。礦井新劃撥資源位于侏羅系中下統(tǒng)延安組，主采2號(hào)煤，傾角2～30，埋深130～270m。新設(shè)計(jì)的兩條大巷距原礦井采空區(qū)下方最近處只有16m，采空區(qū)含大量積水，大巷所處層位巖性為泥巖、炭質(zhì)泥巖和粉砂巖。大巷在施工過(guò)程中采用的錨網(wǎng)噴錨索支護(hù)技術(shù)，具有技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)可行、安全可靠、施工方便等優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)廣泛應(yīng)用于其它礦井。

1、介紹在錨網(wǎng)噴錨索支護(hù)中的參數(shù)設(shè)計(jì)

1.1錨網(wǎng)噴錨索支護(hù)的使用原理

在錨網(wǎng)噴錨索支護(hù)中錨、網(wǎng)、噴三方面是獨(dú)立的，但是有能夠形成作用時(shí)候的共同體，雖然對(duì)于圍巖的變化情況是時(shí)時(shí)都有可能不同的，而要能夠穿過(guò)層面形成通道，這樣的過(guò)程而言，錨桿所要進(jìn)行的工作是不能夠僅僅依靠唯一一種來(lái)做到的，是需要通過(guò)高處的懸置吊起而去工作、通過(guò)相互組合后通過(guò)拱作用以及在圍繞巖石的強(qiáng)度而進(jìn)行強(qiáng)化來(lái)相互共同作用于一個(gè)整體的。而網(wǎng)是由金屬制成的，它的作用是能夠阻止巖石的層面相互分離也能夠防止細(xì)小能夠活動(dòng)的勢(shì)頭墮落，并且能夠做到錨桿在支撐板狀結(jié)構(gòu)時(shí)候一直處于一種閉合狀態(tài)。

當(dāng)錨固巖體承載受剪切破壞后，它能形成圍包力繼續(xù)承載。噴漿的作用是以高壓噴射混凝土滲入巖體表面縫隙，能使互不聯(lián)系巖塊膠結(jié)在一起。

而混凝土處于一種爆發(fā)性的噴出狀態(tài)，能夠?qū)⒏浇o密結(jié)合的巖石外面以封閉的狀態(tài)圍繞，這有防止自然風(fēng)吹干以及潮濕腐蝕作用，同時(shí)也能夠堅(jiān)固很多已經(jīng)碎掉的圍繞巖石，從而形成一個(gè)堅(jiān)固的完整整體，他們彼此之間的關(guān)系是相互依賴存在、互相之間制動(dòng)約束，并且能夠共同支撐外力，如果遇見(jiàn)變化外形的情況也會(huì)一起變化，而這樣的管道通路是無(wú)論應(yīng)用哪種外力支撐，都必須能夠應(yīng)對(duì)外界壓力，并且在外界壓力作用下，存在一定的空間。錨之后的噴最開(kāi)始的作用就是能夠?qū)τ趬毫Φ尼尫盘峁┝艘欢ǖ那疤釛l件，在最大壓力釋放過(guò)后，整個(gè)空間的外形能夠趨向于一種慢慢釋放的狀態(tài)，這個(gè)時(shí)候可以進(jìn)行下次的噴過(guò)程，這樣做的意義在于能夠彌補(bǔ)第一次噴時(shí)候所形成的破壞狀態(tài)，而且能夠增厚噴射位置的層面厚度，也能夠減少圍繞巖石外形變化的速度。

1.2確定錨桿錨索支護(hù)參數(shù)

錨桿參數(shù)：從經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算錨桿長(zhǎng)度為1.63m。根據(jù)原煤炭部“緩傾斜、傾斜巷道圍巖穩(wěn)定性分類方案”，巷道圍巖劃分為既有穩(wěn)定又有不穩(wěn)定的Ⅱ～Ⅵ類圍巖，故圍巖影響系數(shù)N取1.1；按巷道最大垮度3.8m，根據(jù)理論計(jì)算，綜合工程類比，最后確定支護(hù)參數(shù)：錨桿采用Ⅱ級(jí)左旋無(wú)縱筋螺紋鋼筋，規(guī)格為￠20mm，長(zhǎng)度1.8m。錨桿間距0.8m。錨固劑采用樹(shù)脂藥卷，型號(hào)為MSZ23/25型。每根錨桿使用三卷。托板采用Q235鋼，規(guī)格為120×120×8mm。

錨索參數(shù)：錨索采用長(zhǎng)度7m，￠15.24mm的鋼絞線，間排距2.8×2.4m，錨索托梁采用長(zhǎng)300mm的16號(hào)槽鋼，樹(shù)脂藥卷與錨桿相同，每根錨索3個(gè)藥卷。施工中應(yīng)根據(jù)頂板情況調(diào)整錨索長(zhǎng)度，確保錨索錨入穩(wěn)定巖層段長(zhǎng)度不小于500mm。

2、錨網(wǎng)噴錨索支護(hù)施工工藝

2.1工藝流程

光爆出碴→初噴臨時(shí)支護(hù)→打錨桿眼→安裝錨桿→掛網(wǎng)→上托板→復(fù)噴→監(jiān)測(cè)→二次支護(hù)。（注意在距工作面正頭30米處開(kāi)始進(jìn)行錨索支護(hù)）。

2.2工藝要求

光爆：使用7655型鑿巖機(jī)，2#銷銨炸藥，1～5#毫秒延期電雷管，全斷面一次成巷，短掘短噴一次成巷，p-60B型耙斗機(jī)。根據(jù)地質(zhì)資料和工程穿過(guò)的巖層柱狀情況編制爆破圖表。圖表中要詳細(xì)規(guī)定巖巷炮眼布置數(shù)目、角度、裝藥量和裝藥結(jié)構(gòu)，保持爆破圖表的先進(jìn)性、科學(xué)性、合理性和可行性，并在掘進(jìn)班組認(rèn)真貫徹，施工人員按爆破圖表進(jìn)行鉆眼、裝藥和連炮施工。當(dāng)然，根據(jù)施工超、欠挖情況和地層變化，可適當(dāng)修改爆破圖表。

初噴：放炮后及時(shí)清理浮矸危石，檢查巷道規(guī)格尺寸，及時(shí)初噴30～40mm速凝混凝土，然后打上帶帽點(diǎn)柱?；炷吝x用的粗細(xì)集料應(yīng)是品質(zhì)堅(jiān)硬，級(jí)配良好，粒徑適中，不含雜質(zhì)的潔凈材料。混凝土配合比為水泥：砂子：石子=1：2：2。速凝劑不能受潮，加入速凝劑時(shí)必須隨噴隨摻，不得提前摻入料中。速凝劑摻量為水泥重量的4%。

鉆錨孔：按“三徑”匹配的原則，錨桿眼孔直徑選￠28mm。鉆孔前要?jiǎng)澗€定眼位，用液壓錨桿機(jī)打眼，鉆孔方向要盡量垂直巷道輪廓線，鉆好孔之后吹凈巖粉或用水將錨桿孔的錨固段沖洗干凈，以去掉孔底錨固段的糊狀巖粉。錨孔間排距誤差不大于±100mm，孔深為1800±50mm。

安裝錨桿、鋪網(wǎng)：先把樹(shù)脂錨固劑放入錨孔，用液壓錨桿機(jī)帶動(dòng)桿體攪拌30±5s。15min后錨桿錨固段錨固力在50KN左右，待巷道錨桿安裝完，掛鋪金屬網(wǎng)，網(wǎng)要緊貼巖面，掛網(wǎng)順序是由拱向兩幫延展，壓茬50～100mm，金屬網(wǎng)間用鐵絲扎緊，1h后及時(shí)套上錨桿托板、螺帽，采用BK16型氣動(dòng)機(jī)緊固，要求扭矩達(dá)200Nm以上，然后撤除臨時(shí)點(diǎn)柱。

復(fù)噴：當(dāng)巷道全斷面完成安裝錨桿、掛網(wǎng)后，立即復(fù)噴50～60mm混凝土。噴射作業(yè)時(shí)，噴槍與噴面要基本保持垂直，最小不得小于750，噴槍與受噴面距離為1.0～1.2m為宜。操作時(shí)應(yīng)使噴頭沿螺旋型軌跡運(yùn)行，一圈壓半圈緩慢移動(dòng)。

監(jiān)測(cè)：①圍巖變形量的觀測(cè)。在巷道的頂板和兩幫對(duì)應(yīng)地設(shè)置表面點(diǎn)，埋設(shè)鋼釘，頂板點(diǎn)設(shè)在巷道頂板的中心，兩幫點(diǎn)設(shè)在1m位置，底板點(diǎn)對(duì)應(yīng)頂板點(diǎn)設(shè)置，測(cè)點(diǎn)位移使用5m鋼卷尺測(cè)量，從而掌握巷道變形規(guī)律，從而確定二次支護(hù)的時(shí)間。②錨桿錨固力測(cè)定。巷道施工過(guò)程中要每天定期對(duì)錨桿進(jìn)行錨固力測(cè)定，當(dāng)錨固力小于50KN時(shí)，要停止施工，查明原因采取措施處理，確保錨固力達(dá)到要求。

二次支護(hù)：二次支護(hù)時(shí)要待巷道變形基本穩(wěn)定后，一般為30～45d，及時(shí)清理快要脫落的噴層，然后再噴一次混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)厚度120mm。

3、關(guān)于錨網(wǎng)噴錨索支護(hù)形成之后的效果評(píng)價(jià)及建議

3.1關(guān)于錨網(wǎng)噴錨索支護(hù)效果評(píng)價(jià)

關(guān)于錨網(wǎng)噴錨索支護(hù)能夠起到支撐作用的原理方面，是需要遵循著目前巖石力學(xué)以及圍巖制約控制觀念上的，，錨桿錨索與被錨附近的巖石要能夠形成共同承載的作用，這是一種主動(dòng)的支撐作用，并且能夠很好的調(diào)整周圍巖的穩(wěn)定性能，積極的運(yùn)用圍巖本省能夠承載重力的強(qiáng)大作用，并且能夠積極積極的控制周圍巖的形狀變化作用。而錨桿所能夠起到的支撐和保護(hù)作用是為了能夠更好的增加圍巖的穩(wěn)定性能，并且有效的改進(jìn)管道的維修與護(hù)理方面的情況。

3.2錨網(wǎng)噴錨索支護(hù)建議

①錨桿錨索支護(hù)中，錨固力和預(yù)緊力是兩個(gè)不同而又不可分割的兩種力，只有兩者同時(shí)達(dá)到設(shè)計(jì)要求才能有效地控制頂板；②樹(shù)脂錨固劑其性能和安裝工藝優(yōu)于其它類型的錨固劑；③錨桿孔必須沖洗，可提高錨固力33～60%；必須按規(guī)定時(shí)間攪拌錨固劑，過(guò)短或過(guò)長(zhǎng)都不利于達(dá)到理想的錨固效果；④滾制螺紋較之車制螺紋，拉斷力可提高50～78%；⑤人力扳手一般產(chǎn)生的扭矩最大為100Nm，此時(shí)產(chǎn)生的預(yù)緊力為15～20KN，采用BK16型氣動(dòng)機(jī)扭矩達(dá)200～300Nm，相應(yīng)地錨桿預(yù)緊力可達(dá)30KN以上；參考文獻(xiàn)：

參考文獻(xiàn)

[1]趙豫祥.錨桿支護(hù)參數(shù)對(duì)巷道圍巖穩(wěn)定性的影響分析.《陜西煤炭》，陜西省煤炭工業(yè)協(xié)會(huì)出版社，2005年增刊，第78～81頁(yè)。

[2]胡運(yùn)生.淺談錨網(wǎng)梁聯(lián)合支護(hù)在軟巖巷道中的應(yīng)用.《煤礦安全》編輯部，2001.9，第10～12頁(yè)。

[3]淮南礦務(wù)局，錨梁網(wǎng)噴支護(hù)在軟巖巷道中的應(yīng)用，《頂板管理專業(yè)會(huì)議文獻(xiàn)匯編》，煤炭工業(yè)部生產(chǎn)協(xié)調(diào)司出版，1993.10，第66～70頁(yè)。

作者簡(jiǎn)介

李吉祥，男，漢族，1963年11月出生，祖籍陜西省富平縣人，陜西煤炭工業(yè)學(xué)校和西安理工大學(xué)畢業(yè)，采煤高級(jí)工程師職稱?，F(xiàn)任公司生產(chǎn)技術(shù)部部長(zhǎng)。