大變形巷道錨網索支護研究與應用

楊黎明（陜西集華柴家溝礦業有限公司,陜西 銅川 727200）

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大變形巷道錨網索支護研究與應用

楊黎明
（陜西集華柴家溝礦業有限公司,陜西 銅川 727200）

摘 要：隨著我國礦井采深的不斷加大，使得井巷承受的壓力逐漸增大，尤其是地質松散巖層區域的井巷變形現象嚴重，極大的影響了礦井作業安全。本文主要研究大變形巷道錨網索支護，介紹軟巖港到出現破壞的原因，合理支護網方案的設計，旨在了解錨網中出現的問題，并提出相應的解決方案。并且為推廣錨網索支護技術在軟巖中應用提供較好的研究價值。

關鍵詞：大變形巷道；錨網索支護；研究與應用

施工中大變形軟巖巷道的出現，破壞原有的圍巖應力，由于自身強度低，會出現形變、缺失穩定性、影響煤礦的安全。如果運用比較傳統的巷道支護方式—工字鋼或U 型鋼可縮支架支護，不能起到原有支持作用，因而有較多的問題出現。

1 軟巖巷道的破壞特點研究

軟巖主要的特點是變形大、地壓大、支護難，困擾著煤礦生產活動。不斷加大的開采深度和開采難度大，很多明顯的問題暴露出來，因為復合型軟巖的工業特性，在工程開展中會出現塑性變形。軟弱破碎等巖性如果在沒有外力的狀況下能夠保持正常，但是如果在動能的壓力作用下因為巖層破壞的產生。所以破壞力受到工程力的多種力的影響。在圍巖應力增大的情況下，巷道發生變形，如不進行較為及時的控制，會快速破壞的巷道。因為在地下工程中，將會引起卸荷回彈，并且重新分配應力作用，此刻出現應力集中的情況。

1.1 變形量較大

軟巖巷道中的收斂變性從幾厘米延伸到十幾厘米，變性最大能達到1.0米以上，如果因為變性嚴重會封堵整個巷道。從變形的破壞情況看，巖體在大的變形通過擠壓發生形變，港道側面的張拉力不斷拓張，當巷道的頂板被擠壓出去后，出現下沉，這時巷道中會產生強烈的壓力。

1.2 初期有較大的變形率

在巷道開挖以后，初期表現為變形速度比較大，在高應力的作用下，有較大的速度流變存在，并且在較長持續的時間內，有著比較明顯的時間效應。如果在施工過程中去采用良好的防護措施，圍巖的極速變形，所以巷道也將失去其穩固性。

1.3 比較明顯的空間圍巖效應

對于較高應力的軟巖巷道工程，巷道內出現圍欄變形以及穩定。因為深埋的深度比較大，所以即使圍巖的強度較高，也會產生比較大的破壞，所以后期整體的維護也感覺很困難。

1.4 環境攪動變化比較明顯

因為環境的整體攪動變化較大，主要有水的腐蝕，整體支架的折損，在進行爆破和震動的時候，破壞巷道圍巖。

2 巷道內的錨網支護方案

由于巷道施工遭到破壞，所以需要選擇合適的組合進行錨桿、錨釘以及鋼筋網等錨網的綜合支護，所以底板中出現松軟，底鼓的情況，因而要加大緩沖，如果頂板破碎的，就要隨掘地段，使用超前的錨桿支護。并在綜合支護中噴射錨網，巷道的拱幫和底角，安插管縫錨桿，錨桿插入的目的是為了讓巷道附近的土質酥松，膨脹力也會加大，膨脹能夠帶來緩沖和支護；并在拱頂和兩肩的窩的位置布置錨釘，分解兩側的墻體壓力，努力提高圍巖自身的承載能力，確保巷道的穩定性和安全性。

3 研究錨網支護實效機制

3.1 錨網支護實效機制中出現的問題

錨網支護主要是運用圍巖的深入，逐步加固內容錨桿，這樣起到錨固圍巖自身的穩定，最終發揮支護作用，圍巖的性質和結構有較大不同，錨桿只能作為垂釣和組合梁、擠壓固拱的作用。錨網支護有著工藝簡單、安裝的速度快，整體的工作效率高的優點，便利機械化的操作流程，并且工作強度低，節約支護材料，降低支護成本，加深斷面的利用率，保障掘進量，提升總體的技術效果。但是存在的缺點是因為屬于隱形支護，所以不能勘測出支護的質量。

由于巷道巖松散破碎，所以整體性差，錨網的支護作用不容易實現，不易成孔，所以就不能鉆孔安裝錨桿、錨索。巷道經過斷層或者地質破碎帶的時候，頂板不穩定會垮落，所以超前支護和加固非常必要，另外圍巖破碎中施工有較大的困難，快速超前法的運用也非常必要。巷道底鼓治理是一項復雜的治理問題，底鼓問題的出現主要是由于施工人員對底板支護作用缺乏相關的認識，底板是一個較為薄弱的位置，其中的巖石強度較小，容易破碎，兩幫和頂板的巖層較為完整，其強度和支護力度較大，容易將底板在作用力的作用下擠入巷道。在巷道使用一段時間以后，因為圍巖變形、片幫、錨桿失效、頂板離層出現彎度下沉的情況，所以不能適應生產的要求，因而需要加強支護作用在巷道中的實施。由于大變形巷道圍巖長期受到較大程度的損害，部分地區出現松散的現象，巷道斷面逐漸增大，導致掘進巷道的服務功能無法正常發揮。在煤礦生產作業中，錨網的支護密度不斷提高，使得周圍圍巖變形，在沒有較好支護效果的狀態下，如果變形量超過2米，已經超出錨桿的錨固范圍，影響錨固效果。另外，以下因素也是影響錨網支護作用發揮的重要因素：復雜的地質環境、缺乏完善系統的施工設計、施工管理水平較低、施工人員技術水平差、礦壓檢測工作滯后等等，必須加強對上述問題的有效控制，充分發揮錨網支護在大變形巷道中的有效作用。

3.2 劃分巷道變形階段

在大變形軟巖巷道中，一旦出現錨網失去效應后，那么巷道圍巖會出現三個階段：第一階段，圍巖劇烈運動，當圍巖在逐步移進的時候，迅速的增加錨桿的承載負荷，周期是巷道挖掘4～5天以后，在迎頭距離為 40m的情況下 ；第二階段，圍巖平緩運動。圍巖的運動量較小，因而移動的速度也將減少，錨桿受力也變得更加穩定，這時候的期限主要集中在 30～32天，在遠離迎頭的230m外；第三階段是圍巖穩定運動期。當測站的整體斷面迎頭為230m之外，巷道表面和深度的圍巖趨于穩定。

4 結語

控制大變形軟巖巷道錨網支護的方法比較多，特別是穩定控制大變形高應力軟巖回采巷道，關鍵是礦業工程和地下工程中控制難點，更是目前軟巖礦井有待解決的一項重大難題。本文主要分析和控制軟巖的穩定性，并對其原則開展論述，主要原則耦合支護為，開設出高應力的軟巖巷道錨網索復合支護，探討中總結先進的技術應用方法。

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DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.02.245