張集煤礦巖巷支護對策分析

摘要：隨著煤礦的開采逐漸向深部延伸，而且在淺部的巖體經常會表現出中硬巖的變形特征，當延伸到深部時，則表現為軟巖特征，并且是在高應力環境下，這樣使得礦壓顯現強烈，巷道變形更加嚴重，圍巖破壞嚴重，使得巷道維修變得更加困難，在常規的支護方法中，已經不能滿足巷道破壞的要求，必須要探索和研究新的支護方法，來提高巷道圍巖的穩定性和安全性，這已經成為煤礦企業關注的焦點，也是擺在采礦人面前的重要課題，為煤礦高效安全的生產創造更為有利的條件。近幾年有些巷道采用錨注(注漿錨桿)支護，效果較好，本文主要介紹錨注支護方式在張集煤礦的應用。

關鍵詞：巖巷支護錨注支護對策

眾所周知，隨著我國經濟的不斷發展，對以煤炭為主的化石能源的需求量不斷增加。淮南礦區是國家大型優質煤炭生產基地之一，目前大多數礦井都已開拓延伸到了地下800m左右的深度，有的礦井正在向900-1000m深度延伸，礦區地質條件復雜，斷層構造多，水平向地應力大，軟巖遇水會膨脹，深部巖層裂隙發育。探索深部巷道的有效支護方式，提高巷道圍巖的穩定性，隨著煤礦的開采深度逐漸向深部延伸，而且在淺部的巖體經常會表現出中硬巖的變形特征，當延伸到深部時，則表現為軟巖特征，并且是在高應力環境下，這樣使得礦壓顯現強烈，巷道變形更加嚴重，圍巖破壞嚴重，使得巷道維修變得更加困難，在常規的支護方法中，已經不能滿足巷道破壞的要求，必須要探索和研究新的支護方法，來提高巷道圍巖的穩定性和安全性，這已經成為煤礦企業關注的焦點，也是擺在采礦人面前的重要課題，為煤礦高效安全的生產創造更為有利的條件。

1 工程概況

張集煤礦某巷道圍巖巖性主要為粉砂巖、泥巖、砂質泥巖。采區煤巖層總體為單斜構造，產狀為5～15°∠13°～19°，平均傾角為14°。巷道設計長度960m，巷道斷面為半圓拱形，凈寬3.2m，凈高3.2m，原設計采用錨網噴支護，錨桿間排距800×800mm，縱橫掛繩，噴層厚100mm。考濾到該巷道后期受7、8、9各煤層工作面的采動影響，為保證有足夠的支護強度，決定對現支護方案進行修改，采用錨注為核心的聯合支護體系。

2 錨注支護機理

錨注支護的機理主要是以注漿錨桿為主體的一種支護方式，它的實質將注漿錨桿的桿體做兩用，既用于支護，又用于注漿管使用，這樣使得通過注漿改變圍巖的某些力學性能，而且作為錨桿用時還可以提供一個可靠的著力基礎，這樣對提高錨桿的支護效果有很大幫助。其支護機理主要包括以下幾個方面：

①通過注漿錨桿的桿體進行注漿，這樣能夠使得空氣被隔絕，進一步控制巷道圍巖的風化和變形，而且還能夠防止因水浸濕而導致的圍巖自身強度降低的作用。

②對圍巖進行注漿后，這樣能夠使得噴層壁后充填密實，從而有效使壓力均勻地分布在噴層的表面，這樣就可以有效地避免應力集中現象的出現。

③在通過對圍巖注漿加固后，能使普通端錨錨桿實現全長錨固，從而提高了錨桿的錨固力和可靠性，從而很好地保證了圍巖支護結構的穩定性，且注漿錨桿的本身亦為全長錨固錨桿，它們共同將多層組合拱連成一體，共同承載，提高了支護結構的整體性。

3 支護方案及參數選擇

3.1 支護方案

通過分析研究可以知道，對于各類巷道的支護形式和效果上看，巷道的支護形式主要有三個關鍵層次，第一層次就是最初的最原始的被動支護，例如各種金屬型鋼支架、砌碹等；第二層次是主動支護，在九十年代興起的錨桿支護，就是一種典型的主動支護，改善巷道巖體力學性能；第三層次即最高層次，這是一種聯合支護方式，是以從根本上改變巖體結構及力學性能的以錨桿注漿加固為主的主動加固形式。從這幾個層次的發展來看，支護形式發展的快慢直接影響支護效果的好壞。

區段巖石集中巷原設計支護方案如圖1所示。

根據現有地質資料，結合巷道圍巖具體實際，本著減小巷道翻修頻率，延長巷道使用壽命的原則，我們采用以錨注為核心的錨梁網噴注聯合支護方式對巷道進行治理。具體支護見斷面圖2所示。

3.2 主要支護技術參數

3.2.1 錨桿

錨桿采用M22L2000mm的等強錨桿，由2卷Z2360錨固劑錨固，錨固力不小于80KN，錨桿全斷面布置，間排距800×800mm。

3.2.2 鋼筋網

規格為100×100mm，由φ8的鋼筋焊接而成。

3.2.3 鋼筋梁

由φ12的鋼筋焊接而成。

3.2.4 噴射混凝土

噴射砼強度等級為C20，初噴層厚30mm，復噴層厚70mm，配合比1：2：2。

3.2.5 注漿錨桿

注漿錨桿采用破斷力≥20t的注漿錨桿，錨桿桿體長2.0m，壁厚4.5mm，注漿錨桿眼口采用快硬水泥膠卷封堵，尾部砸扁，桿體十字交叉鉆φ6mm的圓孔，注漿錨桿間排距為1600×1600mm。

4 施工工藝

區段巖石集中巷采用錨注支護為核心的錨梁網噴注聯合支護方案施工工藝為：

【①打眼放炮→打頂板錨桿孔→安裝頂板錨桿→安裝鋼筋網、鋼筋梁及上托盤→初噴30mm厚頂部混凝土→出矸→打兩幫錨桿孔→安裝兩幫錨桿→安裝兩幫鋼筋網并上托盤→初噴30mm厚兩幫混凝土】→【②復噴70mm厚混凝土→打注漿錨桿孔→安裝注漿錨桿→注底角注漿錨桿→注兩幫注漿錨桿→注頂部注漿錨桿】→復注（注漿應滯后迎頭30m為宜，根據觀測結果確定是否復注及復注位置）。

注漿時采用自下而上的作業方式，先注兩幫，再注頂板錨桿。從而易于保證施工質量。

5 結語

綜上所述，隨著采掘深度的不斷加大，深部巷道所處的地質力學環境越來越復雜，其支護難度也越來越大。該支護技術在實際工程中得到應用，取得了良好的支護效果。表明該支護技術是深部巷道穩定性控制的一種科學合理、行之有效的技術，可為同類巷道的支護提供借鑒和參考。

參考文獻：

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