大断面软岩巷道锚锚注复合支护方式的技术研究及应用 |
| 2012-09-25 19:23 作者：耿家军 来源：硅谷网 HV： 编辑： 【搜索试试】
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【硅谷网9月25日讯】原文载于《科技与生活》杂志2012年第14期，文章称，大断面软岩巷道支护是困扰我国煤矿支护的难题，本文主要以如何提高围岩的自身承载能力入手，提出锚锚注复合支护方式的技术研究及应用。
关键词软岩巷道；锚锚注复合支护；围岩残余强度
1当前软岩支护现状
随着矿井开采深度的增加，各类开拓大巷在高地压松软围岩条件下非常难以支护，单一的支护形式已不能有效控制巷道的变形，多选择“先锚后架”或”先架后锚”等复合支护。而松软围岩条件下，采用“先锚后架”或“架锚”复合支护，存在以下问题：1）采用“先锚后架”或“架锚”复合支护时U型棚壁后充填不实，造成架棚支护和锚杆支护不能同步承载，使支架因不均匀承载而破坏，从而影响巷道的支护质量；2）巷道支护成本过高；3）高地应力，膨胀性、破碎性软岩一次支护为刚性支护时不能有效控制软岩巷道初期的大变形。
2锚锚注复合支护方式的主要特点
1）锚锚支护能够充分发挥、提高围岩自身承载能力，一次锚杆支护能够维护和保持围岩强度，在保证安全的条件下允许围岩在控制下释放变形，保证巷道较长时间的稳定和服务期的安全；
2）在围岩变形后必须及时进行二次锚杆支护，提高围岩残余强度，保证巷道的安全性能，二次支护起到先柔后刚、以柔克刚、刚柔相济的作用，能较好地适应软岩巷道的变形特点，控制巷道的进一步变形。
3）采用锚锚注联合支护，劳动强度低、巷道维护费用低、综合经济效益好。
4）克服了传统的单纯提高支护强度的支护理念，采取卸压、加固与支护相结合的方法进行围岩治理，我矿南北开拓大巷的实践证明，锚锚支护安全可靠、经济效益显著。
3支护实例
1）我矿南翼轨道大巷受断层影响，巷道裂隙发育，围岩具有变形快，易风化，遇水易碎涨等特点，过去一直采用“架喷注锚”复合支护，支护成本达4万元/米，且掘进效率低，2012年采用综掘施工后，为提高掘进效率，我矿对支护方式进行了大胆的改革，决定采用“锚锚注”支护。
2）南翼轨道大巷“锚锚注”支护参数如下：支护材料：一次支护锚杆选用GM20/2400-490锚杆，锚杆托盘型号为200×200×10；二次支护锚杆选用GM22/3000-490锚杆，锚杆托盘型号为200×200×10；锚索型号为YMS17.8/6.3-1860；钢筋网规格为￠6-2500mm×900mm，网格100×100mm；水泥选用普通硅酸盐水泥，标号P.042.5级，黄砂选用大于0.35mm中粗砂，碎石选用粒径为5mm～10mm瓜子片，速凝剂采用J85型，喷射砼标号C20。
支护参数：巷道掘进断面为5540mm×4270mm，净断面为5100mm×4050mm，一次支护锚杆间排距700mm×700mm，共17根，锚索间排距2000mm×2800mm，共5根；二次支护锚杆间排距700mm×700mm，共19根，锚索间排距2000mm×2800mm，共5根。围岩注浆锚杆长2600mm，全段面布置7根，中顶一根向两边按间距1500mm分布，排距2100mm，终孔压力2Mpa。底板注浆采用中空螺纹钢制成，长度2600mm，断面布置3根，巷中布置一根，对称巷中1800mm各布置一根，排距1800mm，即株排距=1800mm×1800mm。注浆完毕后上好盖板，盖板为方形球面盖板，规格为200mm×200mm，并保证有不小于200N•m的扭矩，注浆压力：2.0Mpa-3.0Mpa，每孔应尽量多注，相邻钻孔跑浆时应停止注浆，间隔5分钟进行复注，终孔压力初步定于2Mpa。
施工工序：1）一次支护：交接班→安全确认→综掘机截割→敲帮问顶→临时支护→挂网打设上部锚杆（起拱线以上）及锚索→初喷上部→出矸→打设下部锚杆→初喷下部→洒水养护；2）滞后迎头70m～100m进行二次支护：交接班→安全确认→敲帮问顶→打设脚手架→挂网打设二次支护上部锚杆（起拱线以上）及二次支护锚索及注浆锚杆（并保护注浆锚杆孔口）→复喷上部→打设二次支护下部锚杆→复喷下部→洒水养护3）滞后二次支护进行深孔注浆和底板注浆。
附图：
4注意事项
1）施工时如遇断层、软岩等不适于湿式打眼时可采用打干眼，为保证锚杆的安装质量，应坚持干式打眼，孔口除尘及个人防护用具要落实到位，喷雾装置要正常打开使用。
2）帮部锚索施工时禁止使用顶锚钻机进行打眼，尽可能用帮锚杆钻机或采用风锤进行打眼施工，防止锚索穿皮现象的发生。
3）一次支护后顶板变形严重时及时进行二次支护，二次支护时加补钢带后施工锚杆，进一步提高围岩的整体抗变形能力。
4）喷砼前要进行洒水冲刷，喷后7天内三班洒水养护。
5）严格按矿压监测规定进行巷道围岩变形及矿压监测工作。设计人员、施工人员和监测人员互通情况，针对变形量的快慢及时对二次支护进行调整，才能取得最好的支护效果。
参考文献
[1]钱鸣高.矿山压力与岩层控制[M].徐州:中国矿业大学出版社,2003.
[2]李明远.软岩巷道锚注支护理论与实践[M].北京：煤炭工业出版社.
[3]陆士良.锚杆锚固力与锚固技术[M].北京:煤炭工业出版社,1998.
作者简介
耿家军，助理工程师，淮北矿业集团孙疃煤矿生产技术部；郝宗报，助理工程师，安徽淮南安全生产监督管理局；杨悦，助理工程师，安徽淮南安全生产监督管理局。
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