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1、浅谈煤矿岩石巷道的锚杆锚索注浆支护 摘要:文章介绍了在岩石巷道中锚杆、锚索、注浆支护原理,施工参数确定及施工方法,通过与锚喷支护、锚架支护分析对比,论述该支护技术优点及选择。 关键词:煤矿;岩石巷道;锚杆(索);注浆 某煤矿南翼运输大巷距中心风井约1500m,2022年2月起先施工,预料2022年6月施工完毕。巷道均大角度上山且穿层施工,由于巷道断面大、地压活动剧烈,服务期限较长,正确选择支护方式,就保证了将来的平安运用,按传统的支护方式,主要采纳锚(网)喷支护与锚索联合支护和锚架与喷浆复合支护。第一种支护由于巷道布置在深部地层,地压活动剧烈混凝土易炸皮放线,后期存在平安隐患且施工过程中掘进与
2、支护相互影响,工序困难,材料消耗多。其次种支护由于巷道断面大,施工难度高,且棚后不能做到充填密实,造成U型棚受力不均,巷修工程量大。综合比较各方面因素,南翼运输大巷优选锚杆、锚索、注浆联合支护形式。 一、锚杆、索、注浆支护的基本原理 锚杆、索、注浆是通过围岩内部发挥其支护作用的,就是变巷道被动支护为锚(注)喷支护体与围岩相互作用和共同承载的主动支护,通过锚网喷支护、壁后注浆形成并增厚组合拱,在加上锚索主动支护,使巷道支护与围岩成为一个整体起到共同承载的作用,提高巷道支护效果。 第一,锚杆的组合拱支护作用。在岩体巷道中,通过锚入一系列的锚杆,将破裂围岩锚固起来,提高其残余强度,在巷道围岩周边肯定
3、厚度范围内形成具有肯定承载力和可塑性的组合拱结构体,而且能防止其上部岩体松动和变形。 其次,锚索的悬吊、削减跨度作用。预应力锚索是把锚索锚固入岩层深部并进行预加应力的施工技术,是一种传递主体结构的支护应力至深部稳定岩层的主动支护形式。 第三,注浆的粘结岩体作用。注浆是变更围岩自身结构应力状态,提高围岩承载力一项施工技术。全断面注浆后,浆液渗透到岩层裂隙之间,增加了破裂岩石之间的粘接力,岩层中形成一个强度比加固以前大的整体结构。 第四,喷层的封闭、钢筋网的联结作用。喷浆是将具有很高的粘结力和有较高强度的混凝土与围岩紧密结合,能在结合面上传递各种应力,再加上充填隔绝的作用的结果,提高围岩的稳定性和
4、自身的支撑实力,因而把岩石载荷转化为岩石承载结构的作用。钢筋网的联结作用在于限制锚杆间围岩,提高喷层的抗变形实力。钢筋网与锚杆形成一个共同的整体,以维护组合拱厚度的有效性和牢靠性。 二、南翼运输大巷概况 祁南煤矿三水平南翼运输大巷,全长1730m,位于地表下550m,断面15,横穿82、83、85三个采区,距南翼轨道大巷45m,服务期限20a。分为里外两段,其中外段位于82采区左翼,里段主要布置在83、85采区,82采区正在打算,83、85采区尚未开拓。依据地质资料分析,该巷道将穿DF30、BF1大断层,且有构造、层、节理及发育破裂,局部岩性为细砂岩与泥岩,巷道所处围岩为深部不稳定围岩,在73
5、煤层底板下38m-54m范围内施工。 三、锚杆、锚索、注浆各项参数的确定 南翼运输大巷地压较大、地质条件困难,巷道断面形态选用不同,周边应力分布状态也不同,拱形断面有利于提高围岩承载实力,改善支护效果,考虑到巷道运用、服务年限,因此断面形态选择承载力较强的圆拱直墙平底断面。 第一,锚杆选用D22mm无纵筋螺纹钢式树脂锚杆金属杆体,长度取2.4m和2.8m两种,间排距800mm800mm,实行正菱形布置。 其次,锚索选用D18mm6.3m,协作400mm400mm反弧型大托盘运用,为获得最佳悬吊作用效果,锚索以垂直巷道顶板岩层层面安装最为有利,采纳三三布置方式,间排距1.6m1.6m,每根锚索配
6、置快速和中速树脂锚固剂各2卷。锚索要随打随装,可把当班安装的锚索集中一次进行张拉。 第三,注浆锚杆选用D25强力注浆锚杆,依据现场地质条件及施工阅历,取长度2050mm,间排距1400mm1400mm。 四、锚杆、索、注浆支护施工方法 第一,巷道光面爆破成型后,按要求刷至设计断面尺寸,按垂直巷道轮廓线打设锚杆+挂网,锚杆长度取2.4m,间排距800mm800mm,钢筋网规格:1500mm1010mm,喷浆进行封闭,喷厚101mm。一次支护断面,如图1所示: 其次,二次支护时间选择:要在围岩变形稳定后适时完成,给巷道围岩供应最终支护强度和刚度,二次支护时机,依据监测数据确定。 第三,二次支护采纳
7、GQ-22/2800超高强螺纹钢高强预应力锚杆加纵向M4钢带(长4000mm).加电弧焊钢筋网联合支护,铺网及喷浆要求同一次支护,锚杆间排距800mm800mm,在第一层锚杆中间布置,采纳150mm150mmM型锚杆托盘。二次支护断面,如图2所示: 第四,按垂直巷道轮廓线打设采纳强力注浆锚杆,规格为D20mm2050mm,间排距1400mm1400mm,底角按30下扎打设。 第五,锚索要求紧跟二次支护施工,选用锚索D18mm6500mm,反弧型400mm400mm大托盘,间排距1600mm,每断面布置3套,中顶一根,距离中顶1600mm处各打一根,每根锚索配置快速和中速树脂锚固剂各2卷,喷浆厚
8、度101mm。 第六,引进大功率双液注浆泵进行注浆,注浆终压达5.0MPa,注浆材料采纳ACZ-1型水泥添加剂,水泥采纳425#一般硅酸盐水泥,添加剂用量为水泥重量的4%-6%,浆液水灰比为0.71-11。喷射混凝土不仅能够提高巷道支护强度,而且具有很好的充填、隔绝作用。混凝土协作比:水泥黄砂石子=122,速凝剂按3%-4%掺加,厚度不得小于101mm,巷道要做到帮直拱圆。 五、技术效果分析 第一,从经济指标比较,巷道若采纳锚架复合支护,每延米须要费用1950元,而现用锚锚注每延米费用1500元,节约450元。若采纳锚(网)喷支护,每延米支护费用在1300元,在正常状况下在服务期限内至少有1/
9、3须要翻修,综合比较每延米支护费用在1730元,每延米节约200元。 其次,保证平安效果分析,采纳锚杆、锚索、注浆联合支护代替锚架复合支护,从根本上降低工人在运输过程中平安问题,降低工人在架棚过程中劳动强度。 第三,从支护效果上分析,锚架复合支护存在现场施工U型棚后充填不密实,造成支护受力不匀称,起不到复合支护效果,锚锚注支护能够提高巷道支护强度,为巷道长期运用供应有效保证。 六、结束语 锚杆、索、注浆联合支护是煤矿新兴的一项支护技术,尤其是应用在深部大断面巷道技术上,具有普遍适用性,产生了深刻的技术性变革,创建了巨大的经济效益和平安效益,通过在祁南煤矿胜利的实践,提高巷道支护质量,降低成本,增加效益,说明此项技术是合理可行的,应主动推广应用。 参考文献: 1、王金华.我国煤巷锚杆支护技术的新发展J.煤炭学报,2022(2). 2、康红普.煤巷锚杆支护动态信息设计法及其应用J.煤矿开采,2002(1). 3、康红普,姜铁明,高富强.预应力在锚杆支护中的作用J.煤炭学报,2022(7). (作者单位:河南省平顶山市中平能化集团四矿) 第6页 共6页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页