| 锚喷网支护技术在加固动压巷道中应用 |
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锚喷网支护技术在加固动压巷道中应用 半罗山煤矿四、五采区运输大巷，受206采区＋220区段采面采动动压影响发生严重变形，曾多次进行扩刷，并采用U29型钢棚支护，但仍无法阻止巷道严重变形，给安全生产带来一定的影响。最后决定采用锚喷网支护技术进行加固，取得了较好效果。 一、动压巷道破坏机理 动压或动压力指由于矿山开采活动所形成的各种集中压力，包括回采工作面超前集中压力、顶板垮落集中压力，一侧采空的单侧煤柱压力，两侧采空的双侧集中压力，以及其它叠加压力。动压巷道泛指经受采动影响的井下巷道，其特点表现为：巷道所处的矿山压力稳定状态受到采动影响，打破了围岩原有稳定性，导致围岩应力再次或多次重新分布，原有的静压状态下的稳定平衡被打破，围岩发生显著变形、位移和压力增大，需要经过应力重新分布达到新的平衡后，巷道围岩才能重新稳定下来。如果巷道的支护不能适应采动影响带来的应力变化，或者没及时采取相应的加固补救措施，则巷道将受到不同程度的破坏，或断面变形，或围岩松动失稳，甚至片帮、冒顶，严重影响巷道的正常安全使用。 二、锚网喷支护机理 锚喷网支护既能充分发挥锚杆作用，又充分发挥喷射混凝土的作用。同时网使围岩表面破碎圈完整化，使喷层平整均匀，增加抗弯、抗剪能力，并具有较高柔性和较大的允许变形量。 锚喷网支护突破了传统旧的支护形式和支护理论，不是消极地支护已松动的围岩，而是主动地保持围岩的完整性、稳定性，控制围岩变形、位移及裂隙发展，充分发挥围岩自身的支承作用。即以护为主，以支为辅，是加固松动圈而不是支护松动圈的一种较为合理且适用断层破碎带不稳定岩石的一种支护形式。 1锚杆作用 通过锚杆的挤压加固作用，在围岩中形成一定厚度，均匀地连接压缩带，即挤压加固作用，它不仅能保持自身稳定，即锚杆－围岩共承载组合拱，而且能够承受地压，阻止上部围岩的松动和变形。 2喷射混凝土作用 （1）及时封闭围岩，加固阻止风化作用，提高围岩强度，同时防止因水和风化作用造成围岩破坏与剥落。 （2）改善围应力状态，提高强度，充填张开的节理、裂隙，固结围岩，起到加固作用。 （3）起到柔性支护结构作用，喷射混凝土和围岩紧密地粘结在一起，在厚度不太大时，具有柔性，能随围岩一起位移，并在位移过程中产生支护反力。 （4）可以使喷层与岩石的粘结力和抗剪强度足以抵抗围岩的局部破坏，防止个别危岩活动、滑移或坠落。 （5）形成组合拱作用，喷射混凝土把破坏的岩块联成整体，形成承载结构，从而隔绝深部围岩进一步变形，使其达到三向应力状态。 3金属网 （1）铺设金属网相应增大锚杆托板的面，从而改变了原来的巷道壁的点锚固，为全面积锚固挤压。在锚杆长度相同，密度相同的情况下，增大挤压加固拱的厚度，提高巷道抵抗破坏的能力。 （2）提高了喷层抗剪、抗拉的能力，增强了喷层的支护强度。 （3）通过锚杆和金属网，把喷层与巷壁牢固地结合一起，使得喷层与围岩之间不易离层、脱落。 3支护参数的选择 1锚杆长度： L＝N（1.1＋B10）=1.2×（1.1＋3.210）＝1.7m 锚杆间距：D≤0.5L＝0.5×1.7＝0.85m 式中B－巷道跨度，3.2m N－围岩稳定性影响系数，Ⅴ类围岩取系数1.2。 根据以上计算结果，锚杆规格：φ16×2000mm的高强螺纹锚杆，每排10根，排距900mm，间距850mm、1000mm不等，锚固剂树脂药卷规格：φ25×49mm，每眼用1卷，托板规格：直径160mm、厚10mm圆形托板，采用φ32mm的钻头打眼施工。 2金属网的选择条件 （1）网筋必须满足强度和刚度的要求，具有一定抗剪、抗弯能力。 （2）人力能使金属网随巷道拱弯曲，经锚杆锚固后能紧贴巷壁。 （3）网眼不能过小，以免喷碹时网后出现空洞，影响碹体强度。 （4）网片大小合适，施工中使用方面，易于操作，故选用金属网片规格：1.5×1.2m，网眼规格：80×80mm，钢筋直径4mm。网铺设要平直，紧贴岩壁。金属网为保证搭接，盘条网相邻两边作钩，用于钩挂连接，再用φ10铁丝加固连接，最后用托板压紧金属网。 4喷射混凝土 （1）喷射混凝土厚度选择。喷层过薄影响支护强度，过厚影响其柔性，使脆性增加，易于围岩离层，而使围岩形成的承载结构不能保持。根据巷道服务年限、跨度、围岩稳定性和该矿实际经验，确定喷射混凝土厚度为100mm。分二次喷射混凝土，初喷厚度40mm，复喷达到100mm厚度。 （2）喷射混凝土材料要求。选用42.5强度等级的普通硅酸盐水泥，采用粒径为0.3mm~3mm的中砂，石子直径不大于25mm，水泥：砂子：石子＝1：2.5：1.5。 （3）喷射混凝土参数。选用旋转式ZHP－2型混凝土喷浆机，工作压力0.12MPa~0.18MPa，喷口到喷面距离1m~1.5m，输料管长20m，速凝剂控制在3%~5%范围内，喷两墙时取小值，喷拱顶时应取大值，并做到潮拌料，喷前岩壁洒水，降低回弹、粉尘，保证混凝土的强度。 四、锚杆施工 从巷道中顶部位按要求向两侧施工，要求安装锚杆与打锚杆眼交叉进行，每眼锚杆安装到位后，及时用人工加扭，确保每根锚杆扭矩不小于200kN，锚杆锚固力不小于5t。挂网从两帮开始，先打临时支护，接着拆撤原有的金属棚腿。 五、结束论 该巷道采用锚喷网支护技术进行加固，使用两年来，巷道完整良好，没有变形、碹体脱落、片帮现象。实践证明，动压破碎带中采用锚喷网支护技术是可行的。它与U形钢棚、砌碹相比，优点在于工艺简单施工方便，减轻工人的劳动强度，施工安全，在使用过程中不用再进行维护。它是一种主动支护，是“抗”与“让”相结合的柔性支护。 |