孫洪淼

[摘 要]錨索網(wǎng)噴支護(hù)能夠?qū)⑺缮⒌拿?、巖結(jié)合成整體，這樣就改善了圍巖的物理力學(xué)性能，從而形成可靠有效的結(jié)合拱結(jié)構(gòu)，提高了支護(hù)的承載能力和穩(wěn)定性，降低了底鼓應(yīng)力的集中度，有效的控制了巷道的變形量。

[關(guān)鍵詞]錨桿、錨網(wǎng)、錨梁噴支護(hù)、支護(hù)技術(shù)

中圖分類號(hào)：TE305 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2017）36-0184-01

現(xiàn)在礦井在掘送煤巷時(shí)大多采用u型棚支護(hù)，U型棚支架雖有抗壓性能好，承載能力大等特點(diǎn)，但由于礦壓穿過煤層，支護(hù)在受壓變形的同時(shí)，圍巖散壓力一直處于上升狀態(tài)，較難穩(wěn)定，并由于支架的變形不能適應(yīng)煤體或圍巖的變形，而且此種支護(hù)也不能封閉煤體或圍巖，防止其表面風(fēng)化，故很難維持巷道的穩(wěn)定，錨桿支護(hù)技術(shù)因其支護(hù)成本較低，支護(hù)效果較好，因此被廣泛地應(yīng)用于巷道支護(hù)中，錨桿支護(hù)理論一般分為懸吊理論、松動(dòng)圈理論、組合拱理論和組合梁理論等。由于巷道頂板巖性不同，僅僅使用單一的錨桿支護(hù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足頂板支護(hù)的需要。礦井采區(qū)回風(fēng)巷采用錨桿、錨網(wǎng)、錨梁噴聯(lián)合支護(hù)試驗(yàn)，試驗(yàn)取得了成功，支護(hù)效果良好，降低了支護(hù)成本，減少了架棚支護(hù)比例，填補(bǔ)了礦井錨桿、錨網(wǎng)、錨索梁支護(hù)在回采巷道應(yīng)用的空白，取代了被動(dòng)的架棚支護(hù)工藝。該巷開始采用了架棚支護(hù)，棚距0.6米，支護(hù)效果不理想，巷道變形嚴(yán)重，巷道修復(fù)量大，危及工人生命安全，支護(hù)成本高，該段巷道下了底梁子，但底鼓現(xiàn)象仍很嚴(yán)重，不易于維護(hù)，根據(jù)頂板離層測(cè)試儀觀測(cè)，頂板變形度較大，為了改變這種被動(dòng)局面，必須改用適合回采巷道壓力等特點(diǎn)的新型支護(hù)體系，如果繼續(xù)采用架棚支護(hù)將無法改變被動(dòng)支護(hù)的狀況，經(jīng)分析采用錨桿、錨網(wǎng)、錨梁噴聯(lián)合支護(hù)可以提高巷道頂板的自身強(qiáng)度和穩(wěn)定性，增強(qiáng)自身承載能力，能明顯改善支護(hù)狀況。而錨桿錨網(wǎng)錨梁噴支護(hù)能夠?qū)⑺缮⒌拿?、巖能結(jié)合成整體，這樣就改善了圍巖的物理力學(xué)性能，從而形成可靠有效的組合拱結(jié)構(gòu)，提高了支護(hù)的承載能力和穩(wěn)定性，降低了底鼓應(yīng)力的集中度，能夠有效的控制巷道的變形量。錨桿、錨網(wǎng)、錨梁噴聯(lián)合支護(hù)不是消極地支護(hù)已松動(dòng)的煤、巖體，而是主動(dòng)地保持煤、巖體的完整性、穩(wěn)定性，控制煤、巖體變形、位移及裂隙發(fā)展，充分發(fā)揮煤巖自身的支承作用。即以護(hù)為主，以支為輔，是加固松動(dòng)圈而不是支護(hù)松動(dòng)圈的一種較為合理的一種支護(hù)形式.

一、巷道維護(hù)特點(diǎn)

1、由于受采動(dòng)影響煤層頂、底板受到破壞，圍巖應(yīng)力重新分布，巷道煤巖體變形會(huì)持續(xù)變化和增加，對(duì)支護(hù)的長期穩(wěn)定性影響很大。

2、受巷道埋深影響，地壓較大，巷道底鼓和兩幫變形都很強(qiáng)烈。底板在近乎無約束狀態(tài)將發(fā)生強(qiáng)烈破壞，只能通過加強(qiáng)兩幫及底角來減緩底鼓，難以從根本上控制底板變形，因此控制底板巖層離層鼓起失穩(wěn)的難度非常大。

3、煤層傾角原因剪應(yīng)力效應(yīng)明顯，煤體易滑落失穩(wěn)，給支護(hù)帶來了一定的難度。

4、巷道直接頂頂板較完整，但小構(gòu)造發(fā)育，地應(yīng)力相對(duì)集中，對(duì)正常掘進(jìn)影響很大，頂板管理相對(duì)困難。煤層硬度中等，幫部成型自穩(wěn)能力較差，后期受采動(dòng)影響破壞變形失穩(wěn)速度快，承載能力低，因此幫部圍巖控制要求高。

綜上所述，巷道圍巖穩(wěn)定性控制問題，以及兩幫及底板的控制難度都很大，頂板的安全狀況差，是煤巷錨桿、錨網(wǎng)、錨梁噴聯(lián)合支護(hù)所面臨的突出難解決的課題之一，必須引起高度重視，該類巷道圍巖穩(wěn)定性控制技術(shù)研究具有一定的挑戰(zhàn)性。

二、支護(hù)關(guān)鍵技術(shù)手段

1、高性能超高強(qiáng)錨桿：抗破斷強(qiáng)度更高，支護(hù)剛度更大，限制變形更加有力，針對(duì)巷道急劇膨脹擴(kuò)容產(chǎn)生的高應(yīng)力控制效果會(huì)更有效。

2、大托盤：錨桿采用大托盤（尺寸為200×200mm）、錨索采用400×400mm的大托盤，增大護(hù)表面積，減輕目前所用的普通小托盤與圍巖局部小面積接觸而產(chǎn)生的點(diǎn)載荷作用，防止圍巖擠壓破損，將對(duì)松散層裂破碎巖體起到較好的維護(hù)效果。

3、新型阻尼螺母：能提供較大扭矩，與高性能預(yù)拉力錨桿配套，提高錨桿安裝過程的可靠性，保證支護(hù)系統(tǒng)整體安全可靠。

4、高預(yù)緊力：采用MOS-90J2型氣扳機(jī)可以實(shí)現(xiàn)錨桿8～10t的高預(yù)緊力，有效增加錨桿對(duì)巷道圍巖支護(hù)初期的控制作用，提升錨桿支護(hù)的作用級(jí)別。

5、組合應(yīng)用：該采區(qū)回風(fēng)道采用錨桿、錨網(wǎng)、錨梁噴聯(lián)合支護(hù)后斷面修改成矩形。矩形斷面：凈寬3.4米，凈高2.7米，錨索梁按每米一組布置，錨索間排距1000×1000mm，每個(gè)組合梁上用3根錨索固定，錨索鋼絞線長6.3米，錨索選用φ15.24mm鋼絞線，采用端頭錨固，2卷樹脂藥卷（2×600mm）錨梁選用礦用工字鋼，錨梁長2.5米，為了形成穩(wěn)定的支護(hù)體系，巷道的兩端及頂板的錨桿選用φ20mm，排距1000mm，間距為800mm。巷道兩幫側(cè)壓較大，為防止煤體片幫，采用了掛網(wǎng)噴碹的方法，鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)，規(guī)格為1.5米×2.0米，網(wǎng)目為60×60mm，墻體及頂板噴碹厚度100mm，錨索外露長度均不超過0.3m。

三、整體方案設(shè)計(jì)

為保證巷道在最終變形后能滿足通風(fēng)、行人等安全生產(chǎn)需要，預(yù)留巷道斷面以滿足變形的要求巷道斷面9.14m2。

1、巷道頂板采用6根左旋錨桿專用螺紋鋼超高強(qiáng)預(yù)拉力錨桿加3.8m長鋼帶、Ф6mm鋼筋網(wǎng)聯(lián)合支護(hù)。錨桿間距800mm，排距1000mm。錨桿預(yù)緊力不低于50kN，錨固力不低于120kN。錨桿采用200×200mm的大托盤。

2、巷道兩幫采用8根左旋錨桿專用螺紋鋼超高強(qiáng)預(yù)拉力錨桿加1.6m鋼帶、菱形金屬網(wǎng)聯(lián)合支護(hù)。錨桿間距為600mm，排距為800mm。錨桿預(yù)緊力不低于50kN，錨固力不低于80kN。錨桿托盤采用130×150mm的托盤。

3、每隔兩排錨桿在頂板中間位置布置一套單體錨索，鋼絞線規(guī)格為Φ17.8×6.3m。錨索排距1.8m，預(yù)緊力60～70kN，錨固力不低于200kN，托盤采用400mm×400mm的大托盤，單體錨索緊跟迎頭施工安裝。每隔2排錨桿布置一套錨索梁，沿頂板中線兩側(cè)各0.9m布置錨索鉆孔，鋼絞線規(guī)格為Φ17.8×6.3m，2.2m輕型槽鋼上兩眼間距1.8m。預(yù)緊力80～100kN，錨固力不低于200kN。錨索梁排距為1.8m，錨索梁滯后迎頭3～5m進(jìn)行施工安裝。

4、噴射混凝土厚度選擇。噴層過薄影響支護(hù)強(qiáng)度，過厚影響其柔性，使脆性增加，易于煤、巖離層，而使煤、巖形成的承載結(jié)構(gòu)不能保持。根據(jù)巷道服務(wù)年限、跨度、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。

四、巷道采用高性能錨索網(wǎng)噴支護(hù)，它與巷道一直采用的U型棚支護(hù)直接成本相比較，能夠較高的節(jié)省施工成本。采用高性能錨桿、錨網(wǎng)、錨梁噴聯(lián)合支護(hù)，能夠解決巷道礦壓大，變形嚴(yán)重和巷道維修工程量大的問題，同時(shí)減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了工作效率，為巷道快速掘進(jìn)和快速回采提供了更好的條件。endprint