摘要：文章介紹了在巖石巷道中錨桿、錨索、注漿支護原理，施工參數(shù)確定及施工方法，通過與錨噴支護、錨架支護分析對比，論述該支護技術優(yōu)點及選擇。
某煤礦南翼運輸大巷距中央風井約1500m，2009年2月開始施工，預計2010年6月施工完畢。巷道均大角度上山且穿層施工，由于巷道斷面大、地壓活動強烈，服務期限較長，正確選擇支護方式，就保證了將來的安全使用，按傳統(tǒng)的支護方式，主要采用錨(網)噴支護與錨索聯(lián)合支護和錨架與噴漿復合支護。第一種支護由于巷道布置在深部地層，地壓活動強烈混凝土易炸皮放線，后期存在安全隱患且施工過程中掘進與支護相互影響，工序復雜，材料消耗多。第二種支護由于巷道斷面大，施工難度高，且棚后不能做到充填密實，造成U型棚受力不均，巷修工程量大。綜合比較各方面因素，南翼運輸大巷優(yōu)選錨桿、錨索、注漿聯(lián)合支護形式。
一、錨桿、索、注漿支護的基本原理
錨桿、索、注漿是通過圍巖內部發(fā)揮其支護作用的，就是變巷道被動支護為錨(注)噴支護體與圍巖相互作用和共同承載的主動支護，通過錨網噴支護、壁后注漿形成并增厚組合拱，在加上錨索主動支護，使巷道支護與圍巖成為一個整體起到共同承載的作用，提高巷道支護效果。
第一，錨桿的組合拱支護作用。在巖體巷道中，通過錨入一系列的錨桿，將破碎圍巖錨固起來，提高其殘余強度，在巷道圍巖周邊一定厚度范圍內形成具有一定承載力和可塑性的組合拱結構體，而且能防止其上部巖體松動和變形。
第二，錨索的懸吊、減少跨度作用。預應力錨索是把錨索錨固入巖層深部并進行預加應力的施工技術，是一種傳遞主體結構的支護應力至深部穩(wěn)定巖層的主動支護形式。
第三，注漿的粘結巖體作用。注漿是改變圍巖自身結構應力狀態(tài)，提高圍巖承載力一項施工技術。全斷面注漿后，漿液滲透到巖層裂隙之間，增加了破碎巖石之間的粘接力，巖層中形成一個強度比加固以前大的整體結構。
第四，噴層的封閉、鋼筋網的聯(lián)結作用。噴漿是將具有很高的粘結力和有較高強度的混凝土與圍巖緊密結合，能在結合面上傳遞各種應力，再加上充填隔絕的作用的結果，提高圍巖的穩(wěn)定性和自身的支撐能力，因而把巖石載荷轉化為巖石承載結構的作用。鋼筋網的聯(lián)結作用在于控制錨桿間圍巖，提高噴層的抗變形能力。鋼筋網與錨桿形成一個共同的整體，以維護組合拱厚度的有效性和可靠性。
二、南翼運輸大巷概況
祁南煤礦三水平南翼運輸大巷，全長1700m，位于地表下550m，斷面15㎡，橫穿82、83、85三個采區(qū)，距南翼軌道大巷45m，服務期限20a。分為里外兩段，其中外段位于82采區(qū)左翼，里段主要布置在83、85采區(qū)，82采區(qū)正在準備，83、85采區(qū)尚未開拓。根據(jù)地質資料分析，該巷道將穿DF30、BF1大斷層，且有構造、層、節(jié)理及發(fā)育破碎，局部巖性為細砂巖與泥巖，巷道所處圍巖為深部不穩(wěn)定圍巖，在72煤層底板下38m-54m范圍內施工。
三、錨桿、錨索、注漿各項參數(shù)的確定
南翼運輸大巷地壓較大、地質條件復雜，巷道斷面形狀選用不同，周邊應力分布狀態(tài)也不同，拱形斷面有利于提高圍巖承載能力，改善支護效果，考慮到巷道使用、服務年限，因此斷面形狀選擇承載力較強的圓拱直墻平底斷面。
第一，錨桿選用D22mm無縱筋螺紋鋼式樹脂錨桿金屬桿體，長度取2.4m和2.8m兩種，間排距800mm×800mm，采取正菱形布置。
第二，錨索選用D18mm×6.3m，配合400mm×400mm反弧型大托盤使用，為獲得最佳懸吊作用效果，錨索以垂直巷道頂板巖層層面安裝最為有利，采用三·三布置方式，間排距1.6m×1.6m，每根錨索配置快速和中速樹脂錨固劑各2卷。錨索要隨打隨裝，可把當班安裝的錨索集中一次進行張拉。
第三，注漿錨桿選用D25強力注漿錨桿，根據(jù)現(xiàn)場地質條件及施工經驗，取長度2050mm，間排距1400mm×1400mm。
四、錨桿、索、注漿支護施工方法
第一，巷道光面爆破成型后，按要求刷至設計斷面尺寸，按垂直巷道輪廓線打設錨桿+掛網，錨桿長度取2.4m，間排距800mm×800mm，鋼筋網規(guī)格：1500mm×1000mm，噴漿進行封閉，噴厚100mm。一次支護斷面。
第二，二次支護時間選擇：要在圍巖變形穩(wěn)定后適時完成，給巷道圍巖提供最終支護強度和剛度，二次支護時機，根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)確定。
第三，二次支護采用GQ-22/2800超高強螺紋鋼高強預應力錨桿加縱向M4鋼帶(長4000mm).加電弧焊鋼筋網聯(lián)合支護，鋪網及噴漿要求同一次支護，錨桿間排距800mm×800mm，在第一層錨桿中間布置，采用150mm×150mmM型錨桿托盤。二次支護斷面。
第四，按垂直巷道輪廓線打設采用強力注漿錨桿，規(guī)格為D20mm×2050mm，間排距1400mm×1400mm，底角按30°下扎打設。
第五，錨索要求緊跟二次支護施工，選用錨索D18mm×6500mm，反弧型400mm×400mm大托盤，間排距1600mm，每斷面布置3套，中頂一根，距離中頂1600mm處各打一根，每根錨索配置快速和中速樹脂錨固劑各2卷，噴漿厚度100mm。
第六，引進大功率雙液注漿泵進行注漿，注漿終壓達5.0MPa，注漿材料采用ACZ-1型水泥添加劑，水泥采用425#普通硅酸鹽水泥，添加劑用量為水泥重量的4%-6%，漿液水灰比為0.7∶1-1∶1。噴射混凝土不僅能夠提高巷道支護強度，而且具有很好的充填、隔絕作用?；炷僚浜媳龋核唷命S砂∶石子=1∶2∶2，速凝劑按3%-4%摻加，厚度不得小于100mm，巷道要做到幫直拱圓。
五、技術效果分析
第一，從經濟指標比較，巷道若采用錨架復合支護，每延米需要費用1950元，而現(xiàn)用錨錨注每延米費用1500元，節(jié)約450元。若采用錨(網)噴支護，每延米支護費用在1300元，在正常情況下在服務期限內至少有1/3需要翻修，綜合比較每延米支護費用在1700元，每延米節(jié)約200元。
第二，保證安全效果分析，采用錨桿、錨索、注漿聯(lián)合支護代替錨架復合支護，從根本上降低工人在運輸過程中安全問題，降低工人在架棚過程中勞動強度。
第三，從支護效果上分析，錨架復合支護存在現(xiàn)場施工U型棚后充填不密實，造成支護受力不均勻，起不到復合支護效果，錨錨注支護能夠提高巷道支護強度，為巷道長期使用提供有效保證。
六、結束語
錨桿、索、注漿聯(lián)合支護是煤礦新興的一項支護技術，尤其是應用在深部大斷面巷道技術上，具有普遍適用性，產生了深刻的技術性變革，創(chuàng)造了巨大的經濟效益和安全效益，通過在祁南煤礦成功的實踐，提高巷道支護質量，降低成本，增加效益，說明此項技術是合理可行的，應積極推廣應用。
成功提示
錯誤提示
警告提示
評論 （0）