冀中能源峰峰集團生產礦井錨噴支護現狀分析及對策

文/張廣湖 董華斌

錨噴支護是一種快速、經濟、安全的巷道支護形式，從根本上改變了巷道支護狀況，由被動支護變為主動支護，對煤礦支護技術是一次重大的革命和飛躍。但是隨著礦井的開拓延深，高應力巷道支護、軟巖巷道支護等問題日益突出，錨噴支護尚有很多難題需要解決。

一、峰峰集團錨噴支護現狀

通過調查，峰峰集團生產礦井在籍巷道總長度為635290m，其中錨噴支護的巷道長度為256324m，錨噴支護失修的巷道長度為42569m，失修率為16.6%，詳見表一。

表一 峰峰集團各礦錨噴巷道損壞情況調查表

二、峰峰集團錨噴支護巷道損壞的原因分析

1.巷道支護設計不當

（1）巷道布置的層位選擇不好。例如二礦泉頭井由-400水平向-620水平延深，軌道下山掘進過一座煤層時，由于一座煤附近的巖層松軟，剛剛施工過去不久，巷道的頂部就開裂，兩幫收斂，頂板下沉，復噴后仍難以支護。

（2）錨桿銹蝕后失效。最早的錨噴巷道的錨桿是鋼絲繩的，再后是管縫錨桿，直到現在的樹脂錨桿。鋼絲繩和管縫錨桿長時間受水的作用發生銹蝕后失效，造成巷道的損壞。

（3）巷道受采動影響。例如新三礦東翼大巷的壓風機房通路掘進時，布置在大煤底板，巷道層位較好，但距上部采空區的水平距離為30～40m，雖然上部的回采工作面早已結束，受集中應力的影響，頂板開裂破壞。

（4）處于孤立煤柱集中應力帶內。例如羊渠河礦的42絞車房，處于斷層煤柱以及集中應力帶內，井巷工程完工后，準備安裝絞車時發現底板全部鼓起，根本無法安裝，返工重做后，仍達不到理想的效果。

2.巷道施工質量不足

（1）對初錨力認識不足，而錨桿的初錨力是作用于圍巖的關鍵抗力。

（2）巷道的光爆成型不好。光爆參數見表二，巖巷光爆參數仍需要進一步探索。

表二 冀中能源峰峰集團巖巷光爆參數表

（3）施工質量低。噴漿料沒按配比要求使用料斗；復噴前沒有用凈水沖洗巷道，形成兩層皮，噴層開裂后不能有效地支護巷道；有的錨桿角度不符合設計要求，造成施工質量低下。

（4）對巷道的養護工作重視程度不夠。有的巷道施工僅注意工程質量，忽視了巷道的養護質量或養護不及時，使錨噴體達不到設計的強度而開裂破壞。

3.對地質條件異常變化考慮不足

（1）埋藏深，礦壓大。九龍礦一水平-600m，二水平-900m，地面標高為+117m,埋藏達1000m。由于埋藏深，礦壓大，現在全礦的巷道失修損壞已到非常嚴重的情況，失修率高達60%，很難保證礦井的正常生產。

（2）地質構造影響。例如九龍礦的北二下山采區的皮帶下山、軌道下山和回風下山的巷道因斷層影響失修嚴重。軌道下山中部有一段巷道的一幫就像一面墻一樣往巷道內移動了1m左右，根本不能保證正常生產需要。

三、峰峰集團生產礦井錨噴支護錨桿支護對策

1.科學設計

根據取得的數據預測巷道圍巖穩定性類別、預計圍巖移近量，根據巷道用途和斷面來選擇支護形式、確定支護參數。使錨噴支護設計逐步由經驗數據和定性評估向定量分析和科學設計轉化。

2.合理加大投入，加強現場管理

整修巷道的成本一般都比掘進同斷面的巷道大。從降低成本、減少對生產的影響的角度，也應提高初錨力，加大對錨噴巷道第一次支護的投入。錨噴支護從光爆、錨桿安裝、噴漿、養護等十幾道工序，現場管理非常重要，要針對錨噴支護的每一個環節，做細致的工作，來提高錨噴支護的內在質量。

3.選擇合理的錨固方式

現在的錨桿錨固的方式有端錨和全長錨固，巷道圍巖好時可采取端錨方式；巷道圍巖破碎時應采取全長錨固的方式。在圍巖比較破碎時，可考慮使用錨桿與注漿合二為一的錨注錨桿技術，使松動圈的圍巖重新提高強度，來達到支護住巷道的目的。

4.要注重底板的治理，加強施工巷道的養護工作

在注重巷道上部的支護和治理的同時，要重視底板的支護和治理，要加底腳錨桿，盡管其施工比較困難。同時，只有對巷道進行有效的養護才能達到設計的支護強度，才能達到滿意的支護效果。

5.大力推廣先進的錨桿探測儀

目前有兩大種錨桿探測儀：一種是MT－1型錨桿探測儀，另一種是MT－2型錨桿探測儀，其探測深度≤200mm，定位精度：探測所確定的錨桿位置與實際錨桿邊緣的距離≤10mm。從而可以有效地控制錨桿的間排距。

6.充分考慮錨索和錨桿聯合支護的二次耦合時間，及時進行二次補強

實踐證明，在圍巖表面與錨桿錨固段之間巖層急劇變形期內，錨索不宜支護；在圍巖表面與錨桿錨固段之間巖層變形由急劇向緩慢變形轉化時，是錨索的最佳支護期。

經過現場監測發現，錨桿螺母扭矩和錨索托板的錨托力都經過一個急速下降期、快速承載期和緩慢承載期的過程，甚至有的錨桿的錨托力、螺母扭矩會下降到零，因此這也就解釋了裝巖機之前錨桿必須裸露以便對錨桿的錨固力進行二次補強。