中空注漿錨索在軟巖破碎巷道維修支護中的研究與實踐

支永東 馮家良 陳國華

（華亭煤業集團新柏煤礦有限責任公司，甘肅平涼 744201）

0.引言

新柏煤礦公司主要大巷受回采動壓疊加、地質條件（軟巖巷道）和頂底板滲水等因素影響，頂板、兩幫部位移及底鼓速度快，經多次反復維修和增強支護強度，仍不能有效解決現如今巷道失修嚴重的局面。在使用中空注漿錨索配合普通錨索支護后，能夠有效控制圍巖變形速度提高了巖體強度和內聚力、內摩擦角及彈性模量，減少了圍巖塑性變形及線性破壞機理，從而提高巖體強度，可以實現利用圍巖本身作為支護結構的一部分；且與原巖形成一個整體，使巷道保持穩定而不易破壞。

1.實驗區域地質條件及施工參數

1.1 施工地區地質條件

新柏煤礦位于安口新窯煤田東部，行政隸屬甘肅省平涼市崇信縣新窯鎮管轄，原為崇信縣地方煤礦，礦井采用斜井雙水平上下山開拓，有主井、副井、風井三條井筒，主井運煤兼作進風、副井運料兼作進風、風井回風兼作行人。礦井為低瓦斯礦井，通風方式采用中央并列抽出式通風。現可采煤層煤5層，平均厚度為10.19m。礦井共四個采區，目前一、二、三采區已全部終采封閉，四采區首采工作面（4501綜放面）正在回采[傾斜單一走向長壁綜采放頂煤（低位放頂煤）全部垮落法采煤方法]，接續四采區2號面（4502工作面）正在掘進（綜掘）。

1.2 施工參數

為了更好地解決施工區域中出現的軟巖施工支護難點的問題，需要結合實際情況加以設計工作開展內容，繼而保障在后續施工中中空強力注漿錨索為主的錨、網等可以正常的應用，同時保障錨桿可以與鋼筋網之間形成配合，有效的控制巷道出現變形。

2.巷道支護

2.1 支護方式選擇

在軟巖支護施工設計中，必須要使用卸壓、讓壓與加固圍巖、提高圍巖自身承載能力相結合的施工方案。在具體的施工開展中使用U型棚支護，可以提升其在施工中的承載能力，但是在實際的巷道施工中，其跨度比較大且實際施工的難度比較大應用的成本比較高，并不會對巷道的圍巖施工提供出主動的支護作用。如果在實際的施工中使用錨網噴配合開展普通的錨索支護施工，是中主動采取的支護，但是巷道中的地壓比較大、跨度大、軟巖自身承載能力比較弱等問題，都會導致后期出現錨索、錨桿不同程度失效，繼而巷道整體出現嚴重的變形破壞，需要對其加以開展修復施工。使用中空強力注漿錨索技術開展施工，可以促使錨索與深孔注漿工作之間的作用有效的結合在一起，促使其有效的改善圍巖力學性能，且對圍巖變形的控制起到一定的效果，同時在巖層中可以形成強度比較大的結構。使用中空強力注漿錨索與錨桿、金屬網等，可以構建起一種剛性梁起到對外力承擔的作用，繼而保障在施工中剛性梁可以將存在的壓力傳遞到圍巖的深處，繼而保障巷道在后續工作開展中的穩定性[1]。

2.2 中空強力注漿錨索支護加固機理

注漿之后原本松軟破碎的圍巖就會膠結成為一個整體，促使巖體自身的強度不斷的提升，這樣一來促使其成為圍巖本身的一部分支護結構，對巷道整體的穩定性起到了保護作用。在使用注漿填充圍巖的裂縫過程中，需要配合使用錨噴支護，繼而促使其形成一個多層的有效組合拱，也將其稱之為錨網組合拱、錨桿壓縮去組合拱等，這樣一來可以有效的擴大支護結構自身的承載有效范圍，有效的提升了支護結構在使用過程中的整體性與承載力。使用中空強力注漿錨索技術，是集合了錨、注為一體的，其索體使用的是新型的中空結構，內里注有漿芯管，采取的是反注漿的方法，可以有效的實現對圍巖的封堵，將空氣有效的隔絕，以此避免圍巖出現風化的現象，繼而不斷的加深對整體圍巖加固與錨索全長錨固工作的開展[2]。針對于注漿錨索采取施加預緊力的方法，以及對巖體注漿的方法，將頂板上存在的壓力有效的傳遞到圍巖的深處，這樣就可以有效的降低兩幫、地板之間產生的一種應力，對于后續的施工來講，更加便于對兩幫及地板變形的有效控制，可以很好地保障頂板自身的穩定性。在使用中空強力注漿錨索的過程中，其支護的強度比較高、預緊力高同時錨固力比較大，可以在施工中實現一體化的安裝工作開展，這樣一來更好地提升了支護系統在實際應用過程中的穩定性，并且從根源上有效地改善了軟巖巷道支護的條件，對于生產安全起到了保障作用[3]。

2.3 支護效果分析

通過開展中空注漿錨索支護工作完成之后，在相應的巷道中保持著合理的間隔設立一定數量的觀測站，對礦壓的觀測是有效掌握核心動態信息的重要方法，每一個測點的設置都兩幫位移位移觀測基點和頂底板位移福觀測基點，保障三個測量的基本點可以處在一個共同的平面上，在本次研究開展的過程中共計設置了7個測量點。在實際的工作開展中，使用中空強力注漿錨索支護技術，對于整體的巷道應用起到了長期穩定的作用，有效地避免在今后的運行中開展修復工作，其在今后的發展中產生的經濟價值與安全價值是不可估量的存在。表1為觀測點1所獲取的相關觀測數據。

表1 1號測點觀測數據表

根據上列檢測站的工作開展，最終的數據顯示巷道的頂板下沉量最大值為230mm，其兩幫的移近量累計最大值為140mm，在注漿加固之后頂板與兩幫部的應用中所有狀態都是趨于穩定的一種發展。根據研究開展收集到的相關礦壓檢測數據資料的分析，在軟巖破碎巷道的維修支護技術施工中，使用中空注漿錨索技術，最終獲得的支護效果是比較好的，最終的頂板下沉以及兩幫的移近量之間數值比較小，其存在的數值都是處在安全的范圍之內，并且在施工完成之后頂板的保持現狀比較好，可以更加有效地加固頂板以及兩幫部破碎松軟巖層，繼而保障工作的開展能夠達到最終與其的工作開展效果。

3.應用前景

在新柏煤礦公司的實際工作開展中，因為巷道受到了回采動壓的疊加以及地質條件等因素的影響，就導致其頂板、兩幫部位移的發展速度比較快，經過了多次的反復維修與增加支護強度之后，依舊不能有效地解決巷道失修嚴重的問題。在施工中使用中空注漿錨索與普通錨索支護技術之后，可以更加還有效地控制圍巖變形速度，對巖體內部強度與內聚力等造成的影響，促使巖體自身的強度不斷的增加，同時使用圍巖自身作為一部分的支護結構，其于原巖之間可以形成一個整體，保障巷道自身的穩定發展不會受到破壞。

4.結語

該項目通過中空注漿錨索支護及漿液對圍巖裂隙的固化膠結復合型聯合全封閉維修支護技術，解決了新柏煤礦公司四采區軟巖巷道圍巖變形、巷道底鼓等支護技術難題，提高了軟巖應力集中區巷道圍巖穩定性，為軟巖巷道加固提供了有效的支護技術途徑，為軟巖破碎巷道圍巖控制提供了借鑒經驗和參考依據，具有良好經濟效益和社會效益。