錨網(wǎng)支護(hù)巷道圍巖監(jiān)測綜合技術(shù)研究

呂中星

摘 要：該項(xiàng)目通過對已施工的錨網(wǎng)支護(hù)巷道實(shí)行跟蹤監(jiān)測，掌握錨網(wǎng)支護(hù)巷道的幫頂位移特性，以此來判斷巷道錨網(wǎng)支護(hù)的支護(hù)效果，進(jìn)而總結(jié)出巷道幫頂巖性、支護(hù)形式、巷道跨度、斷面形狀與圍巖變化之間的規(guī)律，為錨網(wǎng)支護(hù)設(shè)計(jì)提供技術(shù)依據(jù)。

關(guān)鍵詞：錨網(wǎng)支護(hù)技術(shù)；巷道；監(jiān)測

一、項(xiàng)目研發(fā)背景

近年來，隨著錨桿支護(hù)技術(shù)的迅猛發(fā)展，錨網(wǎng)支護(hù)在煤礦得到大力推廣應(yīng)用，尤其是煤巷高強(qiáng)錨桿配合錨索聯(lián)合支護(hù)，提高了錨桿支護(hù)對地質(zhì)條件的適應(yīng)能力，拓寬了錨網(wǎng)支護(hù)的應(yīng)用范圍。

平煤股份八礦的錨網(wǎng)支護(hù)技術(shù)在集團(tuán)公司和有關(guān)單位的支持和配合下，從無到有，在生產(chǎn)實(shí)踐積極推廣，加以應(yīng)用，逐步發(fā)展起來，目前，該礦的錨網(wǎng)支護(hù)技術(shù)已應(yīng)用在丁組、戊組、己組煤層，錨網(wǎng)支護(hù)率已達(dá)到了75%以上。錨網(wǎng)支護(hù)在煤巷應(yīng)用后，工作人員必須掌握在地應(yīng)力的作用下的巷道圍巖收斂變形程度、錨網(wǎng)支護(hù)的效果好壞，以便論證錨網(wǎng)支護(hù)的可靠性，為工程人員提供相關(guān)的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)。以此在工作中一定要采取合適的方法，對錨網(wǎng)支護(hù)巷道圍巖收斂變形量進(jìn)行嚴(yán)格的測量。

二、項(xiàng)目依據(jù)的科學(xué)原理及技術(shù)方案

（1）采用“十”字位移測點(diǎn)法觀測錨網(wǎng)支護(hù)巷道幫頂圍巖變形位移量。在錨網(wǎng)支護(hù)巷道中，緊跟工作面后，每隔30～50m設(shè)置一個(gè)“十”字位移測點(diǎn)，設(shè)專人每天進(jìn)行幫頂位移量的觀測記錄，連續(xù)觀測60天，通過實(shí)測數(shù)據(jù)得出巷道幫頂?shù)南鲁亮亢拖鲁了俣?，根?jù)錨網(wǎng)支護(hù)巷道幫頂位移速度限值，來判斷錨網(wǎng)支護(hù)的適應(yīng)性。幫頂位移量、位移速度限值：（a）巷道施工10天內(nèi)，頂板下沉量小于50mm，下沉速度小于5mm/d；（b）巷道施工50天內(nèi)，頂板下沉量小于150mm，下沉速度小于3mm/d； 當(dāng)幫頂位移量、位移速度超過以上限值時(shí)，表明該巷道目前的支護(hù)形式不能適應(yīng)，必須加強(qiáng)支護(hù)或改用其它支護(hù)形式。

（2）采用雙高頂板離層儀的設(shè)置，離層儀深部基點(diǎn)安裝在頂板內(nèi)6000mm以上，淺部基點(diǎn)安裝在頂板內(nèi)2000mm以上，通過觀測頂板離層儀標(biāo)尺的讀數(shù)，得到頂板深部和淺部的下沉量，當(dāng)離層儀標(biāo)尺指示到黃色刻度時(shí)，表明頂板下沉量較大，需要加強(qiáng)支護(hù)，當(dāng)離層儀標(biāo)尺指示到紅色刻度時(shí)，表明頂板已離層，存在冒頂危險(xiǎn)，必須采用套棚、打頂柱、木垛等方法加強(qiáng)支護(hù)。通過錨網(wǎng)支護(hù)巷道圍巖收斂變形的日常觀測和分析，能夠及時(shí)掌握巷道幫頂?shù)淖冃螤顩r，從而判斷錨網(wǎng)支護(hù)能否控制巷道圍巖的變形，支護(hù)是否安全可靠，有問題時(shí)，及時(shí)采取措施，防止發(fā)生頂板事故。通過該項(xiàng)目的研究和應(yīng)用，論證了錨網(wǎng)支護(hù)在不同的地質(zhì)條件下的適應(yīng)性，總結(jié)了經(jīng)驗(yàn)，為錨網(wǎng)支護(hù)設(shè)計(jì)和錨網(wǎng)支護(hù)技術(shù)的進(jìn)一步推廣應(yīng)用打下了基礎(chǔ)。尤其是在己15-14000風(fēng)巷、補(bǔ)切眼風(fēng)化帶附近、丁5、6-11140切眼、丁5、

6-11200機(jī)、風(fēng)巷錨網(wǎng)索支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用中發(fā)揮了巨大的作用，使施工單位及時(shí)掌握了巷道圍巖的變化，及時(shí)采取了加強(qiáng)支護(hù)的措施，防止了冒頂事故的發(fā)生，創(chuàng)造了很大的經(jīng)濟(jì)和社會效益。以下是己15-14000風(fēng)巷圍巖觀測技術(shù)應(yīng)用過程中總結(jié)出的風(fēng)化帶附近錨網(wǎng)支護(hù)巷道巖性、跨度和頂板位移之間的規(guī)律：①己15-14000風(fēng)巷不同條件下頂板總位移量實(shí)測數(shù)據(jù)見附表-1： ②己15-14000風(fēng)巷不同巷道跨度、巖性頂板位移曲線見附圖-1 、圖-2；③位移分析。位移觀測數(shù)據(jù)表明，在風(fēng)化程度不同的頂板中，巷道的跨度與頂板位移量之間有明顯的關(guān)系。1）在風(fēng)化程度比較輕或無風(fēng)化特征、巖性普氏系數(shù)f=5～6的砂質(zhì)泥巖或細(xì)砂巖頂板中，巷道跨度≤4m時(shí)，采用錨網(wǎng)索支護(hù)，支護(hù)效果比較好；在切眼大斷面施工，支護(hù)斷面為6m時(shí)，頂板在前10天內(nèi)有將近70mm的位移，在采取打2排中柱加強(qiáng)支護(hù)后，頂板趨于穩(wěn)定；2）在有輕微風(fēng)化特征、巖性普氏系數(shù)

f=3～4的風(fēng)化頂板中，巷道跨度≤4m時(shí)，采用錨網(wǎng)索支護(hù)，30天內(nèi)頂板位移量只有60mm，頂板比較穩(wěn)定，可采用錨網(wǎng)索支護(hù)，但在f<3的風(fēng)化頂板中，直接采用了拱縮棚支護(hù)，沒有進(jìn)行錨網(wǎng)索支護(hù)；在擴(kuò)切眼大斷面支護(hù)時(shí)，隨擴(kuò)切眼工作面推進(jìn)，緊跟梁×腿=6000×2800mm的11#礦用工字鋼梯形支護(hù)配合圓木頂柱加強(qiáng)支護(hù)，頂板在前5天內(nèi)仍有150mm的位移量，10天內(nèi)產(chǎn)生200mm的位移，且頂板仍在繼續(xù)下沉，離層儀顯示頂板已離層，為保證頂板安全，隨即在切眼內(nèi)打木垛維護(hù)頂板。

通過分析認(rèn)為，在輕微風(fēng)化特征頂板中掘進(jìn)，當(dāng)巷道跨度小于4m時(shí)，仍能有效支護(hù)頂板；當(dāng)跨度大于4m時(shí)，支護(hù)失效，控制不住頂板的下沉，不適合采用錨網(wǎng)索支護(hù)。

三、項(xiàng)目在應(yīng)用中的改進(jìn)措施

該項(xiàng)目在研發(fā)過程中與當(dāng)前國內(nèi)同類研究、同類技術(shù)進(jìn)行了綜合比較，借鑒了同仁的寶貴經(jīng)驗(yàn)。項(xiàng)目在大面積推廣應(yīng)用中，總結(jié)出了不同地質(zhì)條件下，錨網(wǎng)支護(hù)巷道圍巖收斂變形的規(guī)律，為錨網(wǎng)支護(hù)巷道的設(shè)計(jì)提供了技術(shù)依據(jù)，避免了錨網(wǎng)支護(hù)巷道支護(hù)設(shè)計(jì)的盲目性，實(shí)現(xiàn)了錨網(wǎng)支護(hù)巷道幫頂安全的動(dòng)態(tài)監(jiān)測 ，保證了巷道支護(hù)的安全，為國內(nèi)同類錨網(wǎng)支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用提高了科學(xué)的實(shí)踐支持。