摘要：錨桿支護(hù)技術(shù)現(xiàn)在已廣泛應(yīng)用于煤礦巷道和硐室的支護(hù)中。近幾十年內(nèi)錨桿支護(hù)技術(shù)發(fā)展得以很大發(fā)展，理論較為成熟。錨桿群配合噴砼、鋼筋網(wǎng)（或笆片）支護(hù)可起到懸吊、嵌固、組合拱、壓縮拱等作用，在控制圍壓松動(dòng)變形和圍壓松動(dòng)圈的發(fā)展具有重要作用。
1概述
近年來(lái)，錨桿支護(hù)技術(shù)迅速發(fā)展，越來(lái)越廣泛的運(yùn)用于煤礦巷道圍巖支護(hù)之中。錨桿支護(hù)由于能主動(dòng)地加固圍巖，從而有效改善了巷道圍巖的支護(hù)狀況。錨桿支護(hù)具有施工方便、效率高等優(yōu)點(diǎn)，有利于加快施工進(jìn)度，且施工成本低、支護(hù)效果好，因而成為目前煤礦巷道支護(hù)的重要手段。
淮南礦業(yè)集團(tuán)潘二礦東二采區(qū)回風(fēng)大巷位于11煤底板，掘進(jìn)期間將先后過(guò)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(jìn)期間巖性變化大，巖性較破碎。圍巖高地壓與低強(qiáng)度之間的矛盾突出。巷道受“三高”、“一擾動(dòng)”的作用，在高圍壓作用下，巖石轉(zhuǎn)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(yán)重、破壞范圍大。巷道掘進(jìn)后變形嚴(yán)重，幫部變形明顯，多處收縮量達(dá)1m以上，底臌嚴(yán)重，局部掉頂，不得不進(jìn)行巷修。
錨桿設(shè)計(jì)時(shí)，一般是采用懸吊理論來(lái)計(jì)算錨桿的直徑，這種設(shè)計(jì)理念在礦壓小、圍巖運(yùn)動(dòng)方向與錨桿平行的條件下適用，但在高應(yīng)力、圍巖運(yùn)動(dòng)方向與錨桿方向不一致時(shí)則受到限制。例如，一些高應(yīng)力巷道整修時(shí)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(cè)鉆孔發(fā)生錯(cuò)位等現(xiàn)象。這些現(xiàn)象說(shuō)明，錨桿的受力方向非常復(fù)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(yīng)力，因此選擇錨桿強(qiáng)度時(shí)必須綜合各方面因素，不僅要考慮錨桿拉伸強(qiáng)度，還要考慮剪切強(qiáng)度，特別是高應(yīng)力條件下，如果只考慮錨桿拉伸強(qiáng)度，所選的錨桿直徑必然偏小，強(qiáng)度偏低，造成支護(hù)失敗。
根據(jù)多年錨桿支護(hù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和對(duì)錨桿支護(hù)機(jī)理的研究分析，獲得錨桿支護(hù)設(shè)計(jì)理念為：Ⅰ、Ⅱ類圍巖巷道條件，壓力小時(shí)，應(yīng)用懸吊理論指導(dǎo)設(shè)計(jì)施工；Ⅲ、Ⅳ類圍巖巷道條件，壓力中等時(shí)，應(yīng)用組合梁、組合拱理論指導(dǎo)設(shè)計(jì)施工；Ⅴ類圍巖巷道條件，壓力大時(shí)，應(yīng)用圍巖強(qiáng)化理論指導(dǎo)設(shè)計(jì)施工。
2支護(hù)方法分析
支護(hù)應(yīng)盡早向圍巖提供徑向約束壓力，恢復(fù)開(kāi)挖、以充分利用三向受壓條件來(lái)提高圍巖強(qiáng)度；為避免圍巖風(fēng)化，防止圍巖強(qiáng)度隨時(shí)間而弱化，應(yīng)盡量及早封閉圍巖；由于巷道開(kāi)拓初期，采用錨網(wǎng)噴支護(hù)方法，不能較好的改善圍巖應(yīng)力狀態(tài)，也未采取底板支護(hù)措施，導(dǎo)致圍巖變形嚴(yán)重。
優(yōu)化方案采用中國(guó)科學(xué)院武漢巖土力學(xué)所提出的分步聯(lián)合支護(hù)理念，施工工序：
刷擴(kuò)臥底→錨網(wǎng)噴→淺孔注漿（幫頂）→深孔注漿（幫頂）→幫頂預(yù)應(yīng)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(hù)受力狀況和圍巖軟弱的特點(diǎn)，采用錨桿規(guī)格為M24-φ22L＝2800mm，間距1000mm，排距1000mm，（刷擴(kuò)前變形較嚴(yán)重的巷道段采用間排距800×800mm），配有150×150×8mm托盤，預(yù)應(yīng)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(shù)脂藥卷。鋼筋網(wǎng)規(guī)格：ф6.5mm，2300×1200mm，網(wǎng)格：150×150mm，搭接長(zhǎng)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(yīng)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(zhǎng)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(jī)運(yùn)輸大巷為1.3m，軌道運(yùn)輸大巷和回風(fēng)大巷為1.5m。每斷面布置7根，注漿壓力1.5MPa。封孔長(zhǎng)度300mm。7655型或YT－27風(fēng)錘造孔，鉆頭直徑Ф42mm。
2.3幫頂深孔注漿：
注漿孔長(zhǎng)度5.0m，6分注漿管長(zhǎng)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(jī)，鉆頭直徑Ф42mm。
2.4錨索支護(hù)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(yù)緊力150kN，抗拔力不低于350kN。每孔使用4卷Z2850型樹(shù)脂藥卷。
1．巷道進(jìn)行刷擴(kuò)后，首先敲幫問(wèn)頂，找凈浮矸，檢查巷道段面尺寸，用壓風(fēng)水沖洗巖幫，然后盡快噴一層60mm厚的混凝土，及時(shí)封閉圍巖，防止圍巖風(fēng)化、遇水崩解而降低強(qiáng)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(qiáng)度，增強(qiáng)其整體性和抗變形、防開(kāi)裂的能力。又由于金屬梁網(wǎng)的整體聯(lián)結(jié)，噴層一旦開(kāi)裂也不至于脫落，可阻止破碎巖石的脫落。初噴后，及時(shí)安裝錨桿，并加掛金屬網(wǎng)。
3．當(dāng)圍巖變形進(jìn)入第二階段，基本穩(wěn)定后，并經(jīng)有關(guān)職能單位對(duì)錨桿的數(shù)量、長(zhǎng)度、間排距、錨固力等項(xiàng)目檢查驗(yàn)收合格后，再第二次噴射混凝土。達(dá)到設(shè)計(jì)厚度100mm。
3技術(shù)管理措施
1．刷擴(kuò)后初噴是臨時(shí)支護(hù)的關(guān)鍵，接著打錨桿，這樣錨桿布置規(guī)整。安裝質(zhì)量好，以使錨桿的托盤凝固在噴層內(nèi)。
2．加強(qiáng)對(duì)混凝土收縮裂隙控制。嚴(yán)格按水泥、黃沙、石子l：2：2配比配料。并攪拌均勻。混凝土噴射后2~4小時(shí)內(nèi)開(kāi)始噴水養(yǎng)護(hù)。養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于7天。
3．嚴(yán)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(yù)應(yīng)力。
5．拱基、拱中、墻腳是巷道應(yīng)力集中點(diǎn)。要求拱部噴射圓滑，墻腳應(yīng)清到實(shí)底，并保證100mm基礎(chǔ)。每次噴射后，及時(shí)清理底板回彈料，防止“穿裙”現(xiàn)象。
6．加強(qiáng)對(duì)錨桿、噴漿層的質(zhì)量檢測(cè)。用錨桿拉力計(jì)做錨桿抗拔力試驗(yàn)。每300根錨桿取樣不少于一組，每組不少于3根。
4支護(hù)效果監(jiān)測(cè)
刷擴(kuò)后，在巷道內(nèi)布置表面位移測(cè)站，監(jiān)測(cè)兩幫收斂、頂板沉降和底臌位移。刷擴(kuò)后兩個(gè)月內(nèi)，所測(cè)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(hù)效果較為理想。
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