巷道軟巖深部錨注支護研究

侯方同

1煤礦巷道軟巖深部破壞變形特征及成因

1.1煤礦巷道軟巖深部破壞變形特征

基于對煤礦巷道與砼室的有效監(jiān)測不難發(fā)現(xiàn)，在一次巷道支護中變形形式主要包含拱頂出現(xiàn)下沉、兩幫及底鼓內擠破壞等。其深部軟巖巷道產生破壞與變形的主體特征在于在開挖煤礦巷道之后巖圍呈現(xiàn)出持續(xù)時間較長、變形較大，在修復階段由于圍巖一直處于不斷變形階段，因而未能對其進行有效控制或釋放其大量產生的壓力，因而令完成修復的支護結構始終無法確保煤礦巷道的綜合穩(wěn)定性。一些巷道圍巖地段由于受到水源影響，令其呈現(xiàn)出較為明顯的巖體泥化現(xiàn)象，并進一步導致了較為嚴重的局部巷道破壞變形現(xiàn)象。尤其在底鼓呈現(xiàn)的較為明顯，對煤礦巷道主體支護結構穩(wěn)定性形成了不良影響。當巷道圍巖發(fā)生破壞變形后，其呈現(xiàn)出軟弱、破碎，松散等特征及顯著的泥化，軟化現(xiàn)象，令其圍巖既有的力學特征會不良下降，加之部分錨桿出現(xiàn)失效現(xiàn)象，會進一步加劇后期巷道破壞變形。

1.2煤礦巷道軟巖深部破壞變形成因

煤礦巷道軟巖深部產生破壞變形的首要因素在于深部層具有較大的地應力，且巷道圍巖具有較低強度，再加上周圍環(huán)境因素的綜合作用會令巖石發(fā)生軟化現(xiàn)象并導致破壞，其所具備的實際抗壓能力與強度會更低，即使是在靜壓狀態(tài)下，其穩(wěn)定系數也容易超出極限值，由此可見煤礦巷道軟巖深部較易處在不穩(wěn)定臨界狀態(tài)，為有效改善這一現(xiàn)狀我們可采用強化支護合理措施確保深部軟巖煤礦巷道處于基本穩(wěn)定狀態(tài)。當開挖巷道施工階段，由于圍巖經受水泥化與風化侵襲，其強度會繼續(xù)不斷下降，而圍巖穩(wěn)定系數則會持續(xù)提升，令巷道陷入極不穩(wěn)定狀況之中，因此在該類邊緣狀態(tài)其必然會受到破壞影響并發(fā)生變形。另外在煤礦巷道參數設置及結構支護層面來講也存在一定的不合理性。由此可見破壞巷道支架，導致其失穩(wěn)的成因還在于圍巖強度低于圍巖應力，從而產生了大松動圈工程。再者，煤礦巷道軟巖深部由于吸水膨脹會形成以泥巖為主的巖類狀況，進而令其巖體工程呈現(xiàn)出低強度特征，易于產生變形膨脹，該因素也是令煤礦巷道產生破壞變形的成因之一。

2煤礦巷道軟巖深部支護策略與技術方案

依據煤礦巷道軟巖深部引發(fā)破壞變形的成因我們應科學制定支護策略，可預留巷道圍巖一定變形收斂范圍釋放高應力，并采用錨索、錨桿及錨注進行圍巖加固，進而有效提升煤礦巷道工程整體承載效能。同時我們還可采用錨桿加厚托盤，提升錨桿預緊力并加長錨固，可采用創(chuàng)新工藝組合噴錨梁網確保巷道處于整體穩(wěn)定狀態(tài)，應用強度較高錨索預應力支護，強化巷道圍巖深部總體承載能力。應用底角注漿與錨桿有效控制底鼓現(xiàn)象。在綜合考量足夠巷道變形余量、采用一次高強預應力全斷面錨索支護及錨網梁支護基礎上，我們可選擇適宜時間展開注漿二次加固。控制錨固長度大于1500mm，布設兩排樹脂高強錨桿，同時于每排布設八根預應力錨索。為提升底板強度。我們可位于底角增設必要的注漿錨桿，應用四分焊接管進行制作，并令其同巷道底板呈現(xiàn)約50。傾角，選擇錨桿孔徑在45mm，同時確保其錨桿孔口同巷道底板距離低于150mm，錨桿排距可控制在1500mm，并采用快硬中控水泥藥卷以及水泥漿進行孔洞封堵處理，控制封孔長度高于1m，采用的注漿漿液應為水玻璃，控制其水灰比為0.8～1.0，并控制其注漿壓力約為1.0MPa，一旦巷道兩幫或底板產生了嚴重的滲漏現(xiàn)象我們則可停止進行注漿。在確定支護時間環(huán)節(jié)對圍巖多為含水或破碎的地段我們需要滯后錨索支護及錨噴網一定時間，可等待15d-20d，同時我們應對巷道兩幫及拱頂，底角采取必要的全斷面加固注漿方式，進而起到鞏固圍巖、抑制水源產生對錨固范疇中巖石的不良侵害作用。首先我們可對兩幫、巷道頂部以及底角實施二次錨注加固處理，經過礦壓實施對煤礦巷道掘進約50d后圍巖變形相對穩(wěn)定的觀測。我們可采用直徑約22mm的無縫鋼管進行注漿錨桿制作，控制其壁厚月4mm而長度則可為2000mm。在布置錨素插孔及錨桿環(huán)節(jié)我們可采用直徑為42mm的釬頭進行打孔，并控制孔深在1900mm以內。實施完成后我們可位于注漿管之上裝設上托盤。進而令注漿管發(fā)揮全長錨固綜合作用。

3煤礦巷道軟巖深部支護科學施工工藝

3.1煤礦巷道初次錨網支護與掘進施工

在初次錨網支護及掘進施工環(huán)節(jié)中我們應嚴格遵循光面爆破相關要求進行施工，盡可能降低對巷道拱頂巖層的不良破壞作用，確保巷道巖體的綜合完整性，做到及時支護，有效縮短巷道炮后直至永久支護時間。在安裝錨桿階段我們應按照由里至外，依據快速、中速及慢速科學順序進行藥卷裝入，控制兩端錨桿扭矩在200N·m之上，進而有效提升錨桿預緊力。在施工進程中應確保錨桿符合既定質量標準，即巖巷中高于80kN，安裝錨桿扭矩后則應上升至150N·m-200N·m，實施復噴前我們應進行必要的二次緊固。完成后則可上升至250N.m～300N·m。在鋪設鋼筋網階段中我們應遵循對稱布置原則，確保兩端鋼筋網緊貼巖面，而后再行沿著巷道進行鋼筋梯橫向安裝，同時采用螺母與錨桿托盤壓住鋼筋梯與鋼筋網，同時施加一定水平的預應力。對于掘進進尺間接茬鋼筋網部位我們應采用十號鐵絲進行連接，確保鋼筋網頂部構成統(tǒng)一整體，在局部拱頂破碎段，我們可沿著縱向巷道部分增設鋼筋梯。進而有效提升拱頂整體支護性。

3.2預應力錨索及底角注漿加固

在預應力錨索加固施工中我們應嚴格對錨索孔角度、排距及深度進行科學控制，尤其應確保錨索孔深低于設計深度50mm之上，并令其基本在兩排錨桿間與拱頂巷道中。當錨索錨固完成后我們可等待約30min時間，以令錨固強度符合標準，而后再進行張拉錨索與固定處理，張拉應控制在設計預應力標準值水平。在檢測強錨索相關預應力數量階段。在預應力降低或提升20％～30％階段中我們可對錨索實施二次張拉，進而降低或提升錨索相應預應力值。當完成一次壘斷面支護之后，我們應對底角展開錨注加固，在底角位置控制其注漿錨桿排距為1500mm、長度在2000mm，具體的施工工藝應為，在注漿施工階段遵循左右、自下而上順序原則，對每斷面錨桿按照先底角、到兩幫再到頂角流程進行科學施工。

4結語

總之，基于巷道軟巖深部常常引發(fā)破壞變形現(xiàn)象，我們只有充分了解具體的變形破壞特征，引發(fā)成因，制定科學有效的支護方案、策略，采取科學施工工藝技術，才能有效提升煤礦深部巷道綜合安全效能，可靠水平，鞏固施工建設效果，為良好優(yōu)質的煤礦生產打下堅實基礎。