錨網(wǎng)支護技術(shù)在大斷面巷道施工中的應用

縱 睿（淮南礦業(yè)集團張集煤礦開拓六區(qū),安徽 鳳臺 232000）

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錨網(wǎng)支護技術(shù)在大斷面巷道施工中的應用

縱 睿
（淮南礦業(yè)集團張集煤礦開拓六區(qū),安徽 鳳臺 232000）

摘 要：隨著煤層開采工作的不斷推進，煤礦地質(zhì)條件會不斷地發(fā)生變化，井下的巷道受到高壓作用時會出現(xiàn)圍巖松軟、難以支護等現(xiàn)象，容易造成巷道變形難以控制。錨網(wǎng)支護技術(shù)作為煤礦巷道支護的主要手段，選擇合理的支護材料和確定合理的支護參數(shù)是發(fā)揮錨網(wǎng)支護作用的關(guān)鍵所在。本文主要結(jié)合自己的工作經(jīng)驗，對錨網(wǎng)支護技術(shù)的原理及特點進行理論剖析，系統(tǒng)地介紹了大斷面巷道的錨網(wǎng)支護技術(shù)的應用問題。

關(guān)鍵詞：錨網(wǎng)支護技術(shù)；大斷面；礦井深部

0 引言

隨著我國煤炭資源不斷減少，礦井開采的深度不斷的加大，礦井深部開采過程中圍巖受到地壓影響較大，使得大斷面巷道出現(xiàn)易發(fā)生變形。煤礦淺部開采發(fā)展起來的支護理論和技術(shù)方法無法滿足深井礦山巷道支護要求，因此對于這類高應力軟巖大斷面巷道的支護需要根據(jù)深部巷道圍巖條件，探尋合理的技術(shù)方法和支護參數(shù)，以保障煤礦開采的安全。

1 深井礦巖地質(zhì)條件簡介

在礦井深部回采過程中，隨著地質(zhì)條件的不斷變化，部分硬巖逐漸演變?yōu)樗纱嘁着蛎浨绎L化的軟巖，該類軟巖極不穩(wěn)定且礦壓顯現(xiàn)嚴重。尤其是大斷面巷道受到高應力的影響，兩幫移近以及頂板下沉等問題都容易導致巷道邊幫及頂板收縮變形，巷道地板的失穩(wěn)容易發(fā)生底臌。頂幫的收縮和底板的鼓起都嚴重影響到巷道的穩(wěn)定性。為確保正常的采掘工作，復雜地質(zhì)條件下的的大斷面巷道的支護支護至關(guān)重要。

2 支護原理及特點

隨著科技的發(fā)展，錨網(wǎng)支護理論中較為成熟的理論主要包括錨網(wǎng)懸吊作用引出的減跨理論、綜合錨網(wǎng)提出的松動圈支護理論和受壓與錨桿擠壓加固作用而出現(xiàn)的組合理論。在礦井復雜地質(zhì)條件下的大斷面巷道盡管有錨網(wǎng)支護作用，圍巖變形量可以控制，但是隨著地質(zhì)條件的持續(xù)變化，圍巖可能會進一步發(fā)生形變而需進行再次支護才使得巷道穩(wěn)定。由此，在錨網(wǎng)充分吊掛圍巖的情況下，盡管可以消除巷道局部變形問題，但立體支護有更高的承載力和受力面支撐圍巖，使得圍巖的壓力得到充分分解和釋放，實現(xiàn)支護負荷均勻受力，最終達到巷道穩(wěn)定的目的。

3 大斷面巷道錨網(wǎng)支護設(shè)計實例

3.1 工程概述

以淮南某煤礦為例，本礦體為緩傾斜分支多層礦體。其圍巖部分發(fā)生嚴重的蝕變，節(jié)理發(fā)育較為明顯，裂隙也較為發(fā)育，巷道斷面6m×4m，斷面較大，邊幫出現(xiàn)嚴重的收縮現(xiàn)象，頂板有明顯的塌陷現(xiàn)象，通過現(xiàn)場條件可以看出原先采用的支護方式支護效果不理想。

3.2 錨網(wǎng)支護設(shè)計

（1）設(shè)計分析。通過分析本礦區(qū)圍巖結(jié)構(gòu)的特點，造成該大斷面巷道穩(wěn)固性差的主要原因是受節(jié)理裂隙發(fā)育的影響，整體結(jié)構(gòu)性差，片幫、頂板冒落、底鼓等形式表明巖層地壓活動明顯。目前所采用的支護結(jié)構(gòu)為管縫錨桿、鋼支架等支護方式，未能形成一個完整的支護體系，支護效果十分有限。該情況可以選擇用采用樹脂錨桿進行支護，樹脂錨桿錨固效果更佳，因為樹脂錨桿具有更大的錨固力，并且錨固劑膠凝固化所需時間短，能夠在較短時間內(nèi)實現(xiàn)錨桿錨固力的達標。并且對阻止圍巖結(jié)構(gòu)初始變形效果顯著，同時還可以有效地避免錨桿自身初始滑移而造成巷道早期裂縫的產(chǎn)生。

（2）設(shè)計方案。選擇應用樹脂錨桿，材質(zhì)為左旋螺旋鋼，結(jié)合巷道目前的實際情況，設(shè)計需用頂板錨桿的長度為2.4m，兩幫選用錨桿長度為2.0m，設(shè)計直徑均為25mm。錨桿孔設(shè)計直徑為32mm，選擇采用7655手持式鉆機施工，確定錨桿間距為1m。為提高錨桿的錨固強度，保證支護效果，錨桿孔的設(shè)計傾斜角度要求兩幫眼不得低于85°，頂眼應大于等于80°。每個錨桿孔所選用樹脂錨固劑為快速規(guī)格28mm×600mm，以及中速樹脂藥卷28mm×600mm。鋼筋網(wǎng)選用8#鋼絲編制，規(guī)格為1.3m×2.5m，網(wǎng)度為100mm×100mm，要求相鄰兩網(wǎng)之間需要至少搭接100mm，確?？梢孕纬梢粋€穩(wěn)定性高的整體鋼筋網(wǎng)，提高圍巖支護加固效果。

（3）施工要點。在進行錨網(wǎng)支護施工過程中，必需做好錨桿的施工孔位定位、孔徑需嚴格控制、錨固孔的深度需進行嚴格的檢查，保證每個技術(shù)參數(shù)均滿足施工要求。

4 大斷面巷道錨網(wǎng)支護技術(shù)的發(fā)展方向

與木棚或者鋼棚支護相比，錨網(wǎng)支護技術(shù)實現(xiàn)了由被動支護變?yōu)橹鲃又ёo，降低了職工勞動強度和掘進輔助運輸?shù)墓ぷ髁?，明顯提高了作業(yè)效率，并且有效地提高了巷道安全性和可靠性，減少巷道的維護量并較大程度上避免了巷道變形的損壞程度。在提高巷道斷面利用率的同時，錨桿借助鋼帶將單體錨桿聯(lián)合在一起，整體的支護結(jié)構(gòu)增大了頂板的受力面，有效阻止移位、錯動和碎石的掉落。通過對巷道變形情況的深入分析和對多種治理辦法優(yōu)缺點的總結(jié)分析表明錨注支護方式效果最為明顯。此處的錨注技術(shù)主要是錨桿、錨索和注漿加固結(jié)合為一個整體的技術(shù)方案，為確保錨固的可靠性，需要通過向錨桿孔注漿來提高錨桿的錨固力。與傳統(tǒng)的錨網(wǎng)支護相比，錨注支護更具可靠性，是普通錨桿錨固力的2-4倍，對膨脹變形的地壓起到更為有效的防護抵抗的作用，因此，錨注支護技術(shù)是具有高承載力且十分有效的支護形式，能使得四周巖體的承壓力更強。

使用錨注支護，不僅能夠提高錨桿錨固力，并且能夠改善注漿巖體的穩(wěn)固性，提高最終的支護效果；運用注漿漿液對圍巖的裂縫進行封堵，降低圍巖因水侵蝕而導致自身的風化；注漿漿液能將松散的圍巖整合為一個整體，提高圍巖的強度和巖體自身的強度；注漿后將垂直負荷傳遞到兩幫，通過兩幫的加固作用傳遞到底板，減少頂板的負荷強度，從而有效地較少頂板的形變量，提高頂板的穩(wěn)定性和可靠性。

5 結(jié)束語

為保證礦井的安全開采，減少工作面的作業(yè)危險，在大斷面巷道施工過程中需要分析不穩(wěn)固圍巖的結(jié)構(gòu)和特點，對原有支護技術(shù)進行對比，并優(yōu)化分析。錨網(wǎng)支護作為一種最有效的支護加固方式，需要從專業(yè)的技術(shù)角度出發(fā)，根據(jù)礦巖性質(zhì)選擇合理的技術(shù)參數(shù)，切實提高支護效果，達到保障安全生產(chǎn)的目的。

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DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.12.110