錨網(wǎng)噴支護(hù)在斷層破碎帶中的應(yīng)用

【摘 要】介紹了錨網(wǎng)噴支護(hù)體系成為斷層破碎帶及不穩(wěn)定巖石巷道一下中有效的支護(hù)方式，為企業(yè)帶來(lái)了較大的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。

【關(guān)鍵詞】錨網(wǎng)噴；斷層破碎帶；應(yīng)用前言

長(zhǎng)期以來(lái)，通大公司煤礦開(kāi)掘巷道遇斷層破碎帶或不穩(wěn)定巖層，一般采用傳統(tǒng)U型鐵棚或發(fā)碹支護(hù)即料石、混凝土砌碹，斷面以直墻半圓拱、三心拱為主，均屑被動(dòng)支護(hù)。兩種支護(hù)形式在使用中和實(shí)際施工中均有不足之處，我礦在施工三水平南二石門(mén)付巷遇F13斷層破碎帶，為推廣錨網(wǎng)噴聯(lián)合支護(hù)在巷道中的適應(yīng)范圍，我們進(jìn)行一次大膽嘗試，取得了良好效果?，F(xiàn)錨網(wǎng)噴支護(hù)體系成為斷層破碎帶及不穩(wěn)定巖石巷道一種有效的支護(hù)方式，為我礦帶來(lái)了較大的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。

1.巷道概況

該巷道標(biāo)高——292距地表540m，巷道總長(zhǎng)度260m，遇F13斷層破碎帶長(zhǎng)約40m，圍巖巖性屬中等堅(jiān)硬巖石，頁(yè)巖粉砂巖互層，斷層破碎帶中的巖體屬不穩(wěn)定的巖體，如不及時(shí)支護(hù)，極易發(fā)生片幫、抽冒頂現(xiàn)象。

2.錨網(wǎng)噴支護(hù)機(jī)理

錨網(wǎng)噴支護(hù)即能充分發(fā)揮錨桿作用，又充分發(fā)揮噴射混凝土的作用，同時(shí)網(wǎng)使圍巖表面破碎圈完整化，使噴層平整均勻，增加抗彎、抗剪能力，并具有較高柔性和較大的變形量。

錨網(wǎng)噴支護(hù)突破了傳統(tǒng)舊的支護(hù)形式和支護(hù)理論，不是消極的支護(hù)己松動(dòng)的圍巖，而是主動(dòng)的保持圍巖的完整性、穩(wěn)定性，控制圍巖變形，位移及裂隙發(fā)展，充分發(fā)揮圍巖自身的支承作用。即以護(hù)為主，支為輔，是加固松動(dòng)圈而不是支護(hù)松動(dòng)圈的一種較為合理且適用斷層破碎帶不穩(wěn)定巖石的一種支護(hù)形式。

2.1錨桿作用

通過(guò)錨桿的擠壓加固作用，在圍巖中形成一定厚度，均勻的加接壓縮帶，即擠壓加固作用，它不僅能保持自身穩(wěn)定，即錨桿——圍巖共同承載的組合拱，而且能夠承受地壓，阻止上部圍巖的松動(dòng)和變形。

2.2噴射混凝土作用

（1）及時(shí)封閉圍巖，加固并阻止風(fēng)化作用，提高圍巖強(qiáng)度，同時(shí)防止因水和風(fēng)化作用造成圍巖破壞與剝落。

（2）改善圍巖應(yīng)力狀態(tài)，提高強(qiáng)度，充填張開(kāi)的節(jié)理、裂隙。固結(jié)圍巖，起到補(bǔ)強(qiáng)作用。

（3）起到柔性支護(hù)結(jié)構(gòu)的作用，噴射混凝土能和圍巖緊密地粘結(jié)在一起，在厚度不太大時(shí)，具有柔性，能隨圍巖一起位移，并在位移過(guò)程中產(chǎn)生支護(hù)反力。

（4）可以使噴層與巖石的粘結(jié)力和抗剪強(qiáng)度足以抵抗圍的局部破壞，防止個(gè)別危巖活動(dòng)、滑移或墜落。

（5）形成組合拱作用，噴射混凝十把破碎的巖塊聯(lián)成整體，形成承載結(jié)構(gòu)，從而隔絕深部圍巖進(jìn)一步變形，使其達(dá)到三向應(yīng)力狀態(tài)。

2.3金屬網(wǎng)作用

（1）鋪設(shè)金屬網(wǎng)相應(yīng)增大錨桿托板的面，從而改變了原來(lái)的巷道壁的點(diǎn)錨固為全面積錨固擠壓，在錨桿長(zhǎng)度相同，密度相同的情況下，增大擠壓加固拱的厚度，提高巷道抗破壞的力。

（2）增強(qiáng)混凝土的強(qiáng)度，提高了噴層抗剪力，抗拉的能力，增強(qiáng)了噴層的支護(hù)強(qiáng)度。

（3）通過(guò)錨桿和金屬網(wǎng)，把噴層與巷壁牢固的結(jié)合一起，使得噴層與圍巖之間不易離層、脫落。

總之，采用錨網(wǎng)噴聯(lián)合支護(hù)，使得這三種支護(hù)形式有機(jī)的結(jié)合在一體，形成強(qiáng)有力的組合拱，與圍巖共同承載的優(yōu)點(diǎn)，大大的提高了圍巖自身支承能力和噴層的外部支承能力，達(dá)到一次成巷。

3.支護(hù)參數(shù)的選擇

3.1根據(jù)擠壓加固拱原理

確定錨桿長(zhǎng)度和間距，必須滿(mǎn)足下列關(guān)系式：

錨桿長(zhǎng)度

L=N（1.1+B/10）=1.2×（1.1+3.2/10）=1.7m

式中L——錨桿長(zhǎng)度；m；

B——巷邊跨度，取3.2m；

N——圍巖穩(wěn)定性影響系數(shù)，V類(lèi)圍巖取系數(shù)1.2。

錨桿間距：D≤0.5L=0.5×1.7=0.85m

根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果，選用長(zhǎng)1.9m，直徑16mm全螺紋端錨固錨桿，采用錨固劑為樹(shù)脂藥卷規(guī)格：5L25（直徑）×490（長(zhǎng)）mm，每孔一卷，錨桿排距為800×800mm，矩形布置，托板規(guī)格：直徑160mm，厚度10mm圓形托板。

3.2金屬網(wǎng)的選擇要滿(mǎn)足以下條件

（1）網(wǎng)筋必須滿(mǎn)足強(qiáng)度和剛度的要求，具有一定的抗剪、抗彎曲能力。

（2）人力能使金屬網(wǎng)隨巷道拱彎曲，經(jīng)錨桿錨固后能緊貼巷壁。

（3）網(wǎng)眼不能過(guò)小，以免噴碹時(shí)網(wǎng)后出現(xiàn)空洞，影響碹體強(qiáng)度。

（4）網(wǎng)片大小合適，施工中使用方面，易于操作，故選用金屬網(wǎng)片規(guī)格1.5×1.2m，網(wǎng)眼規(guī)格80×80mm，鋼筋直徑4mm。網(wǎng)鋪設(shè)要平直，緊貼巖壁。金屬網(wǎng)為保證搭接，盤(pán)條網(wǎng)相鄰兩邊作鉤，用于鉤掛連接，再用中10#鐵線(xiàn)擰緊聯(lián)好加固連接，這種搭接方式減少盤(pán)條用量，降低成本，效果也佳，最后用托盤(pán)壓緊金屬網(wǎng)。

3.3噴射混凝土

3.3.1噴射混凝土厚度選擇

噴層過(guò)薄影響支擴(kuò)強(qiáng)度，過(guò)厚影響其柔性，脆性增加，易與圍巖離層，而使圍巖形成的承載結(jié)構(gòu)不能保持。

根據(jù)我礦實(shí)際經(jīng)驗(yàn)和巷道服務(wù)年限，跨度及圍巖穩(wěn)定性確定噴射混凝土厚度為100mm。分二次噴射混凝土，初噴厚度40mm，復(fù)噴達(dá)到100mm厚度，即起到支護(hù)作用，又充分發(fā)揮金屬網(wǎng)在碹體中抗剪，抗拉作用。

3.3.2噴射混凝土材料要求

選用我集團(tuán)公司生產(chǎn)的425#普通硅酸鹽水泥、砂子為中粒河砂，石子粒直徑不大于25mm，水泥：砂子：石子=1：2.5：1.5。

3.3.3噴射混凝土參數(shù)

選用旋轉(zhuǎn)式Ⅱ形混凝土噴漿機(jī)，工作氣壓0.12-0.18MPa，噴漿門(mén)到噴面距離1m-1.5m，輸料長(zhǎng)度約凹m，速凝劑控制在3%-5%范圍，噴兩墻無(wú)淋水時(shí)取小值，噴拱頂和有淋水時(shí)應(yīng)取大值，并做到潮拌料，噴前巖壁灑水，降低回彈、粉塵保證混凝土的強(qiáng)度。

爆破——出矸——安設(shè)錨桿——掛網(wǎng)——噴射混凝土，一次成巷工序簡(jiǎn)單，省工省力。

初噴混凝土跟迎頭，具有較大的柔性允許圍巖有一定的變形、位移，從而使圍巖內(nèi)的應(yīng)力得以釋放，再進(jìn)行復(fù)噴，復(fù)噴跟至扒斗機(jī)尾即與場(chǎng)頭13-23m，給一定的時(shí)間釋放應(yīng)力，沒(méi)有必要象其它礦二次支護(hù)的做法，浪費(fèi)材料、工時(shí)、人力。

4.施工中應(yīng)注意的問(wèn)題

（1）保持毛斷面，符合設(shè)計(jì)要求，輪廓線(xiàn)圓滑平整，必須采用光面爆破，保證光爆質(zhì)量，減少巖石破壞，光爆成形規(guī)整，可減少局部支護(hù)體上應(yīng)力集中，使變形壓力在支護(hù)體均衡分布，還可為鋪設(shè)金屬網(wǎng)創(chuàng)造好的條件，并使支護(hù)厚度均勻，均勻的支護(hù)體能更好承受較大的變形應(yīng)力。

（2）注意錨桿的角度，安裝質(zhì)量、失效錨桿必須重新補(bǔ)打好，錨固力在5t以上。

（3）噴厚要平整光滑，消除急角凸凹，厚度要均勻，避免表層應(yīng)力集中而造成的局部破裂現(xiàn)象。

（4）嚴(yán)禁空項(xiàng)作業(yè)，使用吊環(huán)式前探鐵剎桿護(hù)頂板做臨時(shí)支護(hù)，以確保安全。

（5）網(wǎng)鋪平直，并在噴射混凝土前，留出網(wǎng)邊鉤，以便下一循環(huán)進(jìn)行搭接。

5.結(jié)論

該巷在該礦使用兩年來(lái)，巷道完整良好，沒(méi)有變形、碹體脫落、片幫、抽冒頂現(xiàn)象，實(shí)踐與理論分析證明，斷層破碎帶采用錨網(wǎng)噴支擴(kuò)體系是可行的，它與u型鐵棚，發(fā)碹支護(hù)相比，它優(yōu)勢(shì)在于：工世簡(jiǎn)單施工方便，減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，施工安全，在使用過(guò)程不用再進(jìn)行維護(hù)，它是一種主動(dòng)支護(hù)是“抗”與“讓”相結(jié)合柔性支護(hù)，服務(wù)年限K，人員配備少，通風(fēng)阻力小，降低成本，巷道造價(jià)低，岡此錨網(wǎng)噴支擴(kuò)在斷層破碎帶及不穩(wěn)定圍巖中應(yīng)用，是值得推廣的，但岡各十序質(zhì)量要求比較高，要加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)管理與技術(shù)指導(dǎo)。