錨索網噴綜合支護技術在大跨度巷道施工中的應用

韓迎博

(河南鄭煤礦業建設有限責任公司，河南 鄭州 450042)

一 礦井煤層地質條件及圍巖變形特點

礦區巖性單一，巖性為褐灰色～深灰色泥巖，中厚層～厚層狀，泥質結構，較為破碎，圍巖自穩能力差，自穩期短，初期來壓快，壓力顯現明顯，極易風化，斷口平坦，近似油脂光澤，中間夾1～3層灰白色薄層狀粉砂巖，偶有煤線及炭質泥巖出現。本礦井內整段厚度為120～150m，與下伏那讀段地層呈整合接觸，大跨度巷道施工于Ⅳ4煤層頂板。

二 巷道斷面尺寸及支護材料選擇

支護材料的選擇：巷道頂板、巷道兩幫的支護材料均選用直徑16mm、長度為3500mm的左螺旋螺紋鋼樹脂錨桿進行支護，金屬網采用10號鐵線編制而成，網格為70mm×70mm，鋼帶采用直徑為8mm的鋼筋焊接而成，錨索材料采用直徑15.24mm的高強度鋼絞線配錨索鎖具以及200mm×200mm×14mm的高強度托盤，噴漿層厚度不小于100mm，錨固劑采用CK2335以及K2335兩種，K2335主要用于錨索的下端。錨桿支護強度設計要求：頂板錨桿錨固力不少于80KN，扭力矩不少于80N.m;幫錨桿錨固力不少于80KN，扭力矩不少于80N.m;錨索錨固力不小于200KN，單根錨索極限破斷力為260KN。巷道設計尺寸：巷道掘進寬度10.8m，噴漿后凈寬10.4m，巷道掘進高度8.10m，噴漿后凈高7.90m。錨桿間排距均為800mm×800mm，錨索間距1.4m，排距2m。

三 巷道支護設計依據

1.采用經驗計算法校核錨桿長度

由于巷道布置于Ⅳ4煤層頂板巖層內，屬巖巷噴漿支護，根據經驗公式：

式中W——巷道或硐室跨度，m

L——錨桿總長度，m

N——圍巖影響系數(圍巖類別按《煤礦井巷工程錨桿、噴漿噴射混凝土支護設計試行規范》)中的圍巖分類，按Ⅴ類圍巖影響系數取1.2.

經過計算：L=1.2 ×{1.3+(10.8/10)}=2.86m

為提高支護的安全系數和方便施工，決定在井底車場巷道頂板、巷幫全部采用3.5m長錨桿，符合設計要求。

2.錨桿間排距計算

按照經驗公式計算M≤0.4L

式中M——錨桿間排距，m

L——錨桿總長度，m

經過計算錨桿間排距M≤1m

因為礦井采用￠16的左旋螺紋鋼錨桿桿體直徑有些偏小，為提高支護的安全系數，錨桿間、排距適當加密，間排距全部按照0.8m進行布置，符合設計要求。

四 錨索安裝工藝

(1)選用型號為MYT-155/280R錨索鉆機配￠27的雙翼鉆頭進行濕式打眼6m，打眼到位后先不忙把鉆桿拔出，以利用中空鉆桿的出水沖洗錨固段巖粉、煤屑等雜物，以提高錨固質量。

(2)孔頂的水干之后，用細鐵絲或塑料膠帶將所有錨固劑藥卷與鋼絞線連接起來，以防在錨固劑在孔眼中間段卡死或錯位，一卷CK2335超快速藥卷在眼頂上，三卷K2335快速藥卷在下端，采用鋼絞線頂部將樹脂藥卷緩慢送至孔頂，不能反復推拉，要求一次送到位。

(3)將專用攪拌器安裝到鋼絞線的底端，將尾部六方頭插入錨桿機上，開始攪拌，攪拌時間控制在20～30秒，注意控制攪拌的速度，前半程采用慢速攪拌，后半程用快速攪拌，停止攪拌后要求還要繼續保持錨桿機的推力約3min，保證鋼絞線與藥卷的充分凝固，3min后縮下錨桿機并移開打下一個錨索孔。

(4)約10min后，卸下專用攪拌驅動器，裝上托盤、鎖具，并將其托到緊貼頂板的位置。兩人一起將張拉千斤頂套在錨索上并用手托住，開泵進行張拉，并注意觀察壓力表讀數，當達到設計預緊力千斤頂行程時，迅速換向回程。

五 錨索安裝技術要求

錨索安裝時間與錨桿安裝不能間隔太久，根據本礦巖層地質條件，在錨桿安裝之后3d內都可以進行錨索的安裝，在安裝錨索的過程中要嚴格按照以下要求進行：錨索孔深誤差控制在±30mm;錨索外露長度控制在(200±20)mm;錨索攪拌樹脂藥卷過程中不能停頓，絕對不能反復攪拌，必須要一氣呵成，否則已開始聚合反應的樹脂分子鏈會遭到破壞而導致錨固失效或者達不到預計的支護效果;攪拌樹脂藥卷后10～15min再張拉錨索，張拉預緊力控制在80KN左右，48h后若發現預緊力下降，必須即使補拉，保證錨索錨固力不低于200KN;張拉時發現錨固不合格的錨索，必須立即在其附近補打錨索，重新安裝錨索。

六 噴射混凝土支護工藝

礦井的圍巖多為泥巖或泥灰巖，極易風化脫落，若長時間暴露于空氣中未能及時噴漿，將導致錨桿托盤松動而失效。在安裝完錨桿、鋼帶、錨網以及錨索之后，在7d內應該及時進行噴射混凝土封閉圍巖。本礦采用一次噴射成巷，不采用初噴后再次錨固，采用潮式噴射法;噴射材料的選擇：水泥標號選用42.5R的普通硅酸鹽水泥，一般選用細砂、石子、粒徑不大于15mm的卵石，并進行合理配比，一般為水泥：細砂：石子為1：2：2;并且100kg水泥中要摻入4kg的速凝劑，以提高混凝土的早期強度，加快混凝土的快速凝固，減少回彈損失;噴射厚度：礦井設計噴射總厚度為100mm，一次噴射厚度為30～50mm，復噴為50～100mm，噴射拱頂時可采用多次反復噴射，以防掉砂回彈過多。

七 結語

錨索網噴綜合支護方式在我礦首次使用，并取得成功，使礦井的開拓進度有了較大的提高，支護效果明顯，為我局各礦井底車場、中央變電所、中央泵房等大斷面的硐室施工提供了很好的實踐依據。