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　　近年來，錨桿支護技術迅速發(fā)展，越來越廣泛的運用于煤礦巷道圍巖支護之中。錨桿支護由于能主動地加固圍巖，從而有效改善了巷道圍巖的支護狀況。錨桿支護具有施工方便、效率高等優(yōu)點，有利于加快施工進度，且施工成本低、支護效果好，因而成為目前煤礦巷道支護的重要手段。

 

　　淮南礦業(yè)集團潘二礦東二采區(qū)回風大巷位于11煤底板，掘進期間將先后過F19（H=2～10m）、F10(H=10～12m)、FX1(H=3m)、FX2（H=3～5m）、FX3（H=8～10m）、FX4（H=3～5m）、FD39（H=0～10m）以及F11（0～75m）等斷層。受斷層及其次生斷層的影響，大巷在掘進期間巖性變化大，巖性較破碎。圍巖高地壓與低強度之間的矛盾突出。巷道受“三高”、“一擾動”的作用，在高圍壓作用下，巖石轉化為蠕變性，永久變形量較大。礦壓顯現(xiàn)劇烈、圍巖變形量大、破壞程度嚴重、破壞范圍大。巷道掘進后變形嚴重，幫部變形明顯，多處收縮量達1m以上，底臌嚴重，局部掉頂，不得不進行巷修。

 

　　錨桿設計時，一般是采用懸吊理論來計算錨桿的直徑，這種設計理念在礦壓小、圍巖運動方向與錨桿平行的條件下適用，但在高應力、圍巖運動方向與錨桿方向不一致時則受到限制。例如，一些高應力巷道整修時發(fā)現(xiàn)，一些錨桿被擠壓變形成為類似汽車搖把“”型，平行于錨桿的觀測鉆孔發(fā)生錯位等現(xiàn)象。這些現(xiàn)象說明，錨桿的受力方向非常復雜，既有沿錨桿軸向的力，也有與錨桿方向垂直或成一定角度的剪切應力，因此選擇錨桿強度時必須綜合各方面因素，不僅要考慮錨桿拉伸強度，還要考慮剪切強度，特別是高應力條件下，如果只考慮錨桿拉伸強度，所選的錨桿直徑必然偏小，強度偏低，造成支護失敗。

 

　　根據(jù)多年錨桿支護實踐經驗和對錨桿支護機理的研究分析，獲得錨桿支護設計理念為：Ⅰ、Ⅱ類圍巖巷道條件，壓力小時，應用懸吊理論指導設計施工；Ⅲ、Ⅳ類圍巖巷道條件，壓力中等時，應用組合梁、組合拱理論指導設計施工；Ⅴ類圍巖巷道條件，壓力大時，應用圍巖強化理論指導設計施工。

 

 

　　支護應盡早向圍巖提供徑向約束壓力，恢復開挖、以充分利用三向受壓條件來提高圍巖強度；為避免圍巖風化，防止圍巖強度隨時間而弱化，應盡量及早封閉圍巖；由于巷道開拓初期，采用錨網(wǎng)噴支護方法，不能較好的改善圍巖應力狀態(tài)，也未采取底板支護措施，導致圍巖變形嚴重。

 

　　優(yōu)化方案采用中國科學院武漢巖土力學所提出的分步聯(lián)合支護理念，施工工序：

 

　　刷擴臥底→錨網(wǎng)噴→淺孔注漿（幫頂）→深孔注漿（幫頂）→幫頂預應力錨索→底角注漿錨管+底板注漿。

 

　　2.1錨網(wǎng)噴

 

　　根據(jù)前期錨桿支護受力狀況和圍巖軟弱的特點，采用錨桿規(guī)格為M24-φ22L＝2800mm，間距1000mm，排距1000mm，（刷擴前變形較嚴重的巷道段采用間排距800×800mm），配有150×150×8mm托盤，預應力50kN，錨桿抗拔力不小于100kN，扭矩不小于120N•m。每孔使用2卷Z2850型樹脂藥卷。鋼筋網(wǎng)規(guī)格：ф6.5mm，2300×1200mm，網(wǎng)格：150×150mm，搭接長度為100mm，用12＃鐵絲聯(lián)網(wǎng)。

 

　　在兩幫墻腳底板往上0.2～0.3米處各施工一根幫角錨桿，加固幫腳應力集中區(qū)，阻止圍巖剪切滑移的作用。

 

　　2.2淺孔注漿

 

　　注漿管長500mm，注漿孔深1000mm，其排距2100mm，跟據(jù)斷面尺寸確定間距如下：膠帶機運輸大巷為1.3m，軌道運輸大巷和回風大巷為1.5m。每斷面布置7根，注漿壓力1.5MPa。封孔長度300mm。7655型或YT－27風錘造孔，鉆頭直徑Ф42mm。

 

　　2.3幫頂深孔注漿：

 

　　注漿孔長度5.0m，6分注漿管長3m，排距2.1m，間距：1.5m。每斷面共布置10根深孔注漿管，注漿壓力>4.0Mpa，鉆眼采用MQT系列錨桿鉆機，鉆頭直徑Ф42mm。

 

　　2.4錨索支護參數(shù)：

 

　　錨索為低松弛鋼絞線，規(guī)格：φ21.8mm×6300mm，排距：2.1m，間距：2.3m，配合400×400×15mm大托盤安裝，預緊力150kN，抗拔力不低于350kN。每孔使用4卷Z2850型樹脂藥卷。

 

　　1．巷道進行刷擴后，首先敲幫問頂，找凈浮矸，檢查巷道段面尺寸，用壓風水沖洗巖幫，然后盡快噴一層60mm厚的混凝土，及時封閉圍巖，防止圍巖風化、遇水崩解而降低強度，并形成初期支撐力控制圍巖變形。

 

　　2．用金屬網(wǎng)提高噴層的抗剪、抗拉強度，增強其整體性和抗變形、防開裂的能力。又由于金屬梁網(wǎng)的整體聯(lián)結，噴層一旦開裂也不至于脫落，可阻止破碎巖石的脫落。初噴后，及時安裝錨桿，并加掛金屬網(wǎng)。

 

　　3．當圍巖變形進入第二階段，基本穩(wěn)定后，并經有關職能單位對錨桿的數(shù)量、長度、間排距、錨固力等項目檢查驗收合格后，再第二次噴射混凝土。達到設計厚度100mm。

 

 

　　1．刷擴后初噴是臨時支護的關鍵，接著打錨桿，這樣錨桿布置規(guī)整。安裝質量好，以使錨桿的托盤凝固在噴層內。

 

　　2．加強對混凝土收縮裂隙控制。嚴格按水泥、黃沙、石子l：2：2配比配料。并攪拌均勻?；炷羾娚浜?~4小時內開始噴水養(yǎng)護。養(yǎng)護時間不少于7天。

 

　　3．嚴格控制錨桿間排距，使錨桿承載均勻。為了提高錨固效果，螺母須擰緊，使錨桿有足夠的預應力。

 

　　5．拱基、拱中、墻腳是巷道應力集中點。要求拱部噴射圓滑，墻腳應清到實底，并保證100mm基礎。每次噴射后，及時清理底板回彈料，防止“穿裙”現(xiàn)象。

 

　　6．加強對錨桿、噴漿層的質量檢測。用錨桿拉力計做錨桿抗拔力試驗。每300根錨桿取樣不少于一組，每組不少于3根。

 

 

　　刷擴后，在巷道內布置表面位移測站，監(jiān)測兩幫收斂、頂板沉降和底臌位移。刷擴后兩個月內，所測幫部收斂速率小于1mm/天，頂板位移量小于20mm，底臌速率小于1mm/天，支護效果較為理想。