大变形巷道锚网索支护研究与应用

杨黎明（陕西集华柴家沟矿业有限公司,陕西 铜川 727200）



大变形巷道锚网索支护研究与应用

杨黎明
（陕西集华柴家沟矿业有限公司,陕西 铜川 727200）

摘 要：随着我国矿井采深的不断加大，使得井巷承受的压力逐渐增大，尤其是地质松散岩层区域的井巷变形现象严重，极大的影响了矿井作业安全。本文主要研究大变形巷道锚网索支护，介绍软岩港到出现破坏的原因，合理支护网方案的设计，旨在了解锚网中出现的问题，并提出相应的解决方案。并且为推广锚网索支护技术在软岩中应用提供较好的研究价值。

关键词：大变形巷道；锚网索支护；研究与应用

施工中大变形软岩巷道的出现，破坏原有的围岩应力，由于自身强度低，会出现形变、缺失稳定性、影响煤矿的安全。如果运用比较传统的巷道支护方式—工字钢或U 型钢可缩支架支护，不能起到原有支持作用，因而有较多的问题出现。

1 软岩巷道的破坏特点研究

软岩主要的特点是变形大、地压大、支护难，困扰着煤矿生产活动。不断加大的开采深度和开采难度大，很多明显的问题暴露出来，因为复合型软岩的工业特性，在工程开展中会出现塑性变形。软弱破碎等岩性如果在没有外力的状况下能够保持正常，但是如果在动能的压力作用下因为岩层破坏的产生。所以破坏力受到工程力的多种力的影响。在围岩应力增大的情况下，巷道发生变形，如不进行较为及时的控制，会快速破坏的巷道。因为在地下工程中，将会引起卸荷回弹，并且重新分配应力作用，此刻出现应力集中的情况。

1.1 变形量较大

软岩巷道中的收敛变性从几厘米延伸到十几厘米，变性最大能达到1.0米以上，如果因为变性严重会封堵整个巷道。从变形的破坏情况看，岩体在大的变形通过挤压发生形变，港道侧面的张拉力不断拓张，当巷道的顶板被挤压出去后，出现下沉，这时巷道中会产生强烈的压力。

1.2 初期有较大的变形率

在巷道开挖以后，初期表现为变形速度比较大，在高应力的作用下，有较大的速度流变存在，并且在较长持续的时间内，有着比较明显的时间效应。如果在施工过程中去采用良好的防护措施，围岩的极速变形，所以巷道也将失去其稳固性。

1.3 比较明显的空间围岩效应

对于较高应力的软岩巷道工程，巷道内出现围栏变形以及稳定。因为深埋的深度比较大，所以即使围岩的强度较高，也会产生比较大的破坏，所以后期整体的维护也感觉很困难。

1.4 环境搅动变化比较明显

因为环境的整体搅动变化较大，主要有水的腐蚀，整体支架的折损，在进行爆破和震动的时候，破坏巷道围岩。

2 巷道内的锚网支护方案

由于巷道施工遭到破坏，所以需要选择合适的组合进行锚杆、锚钉以及钢筋网等锚网的综合支护，所以底板中出现松软，底鼓的情况，因而要加大缓冲，如果顶板破碎的，就要随掘地段，使用超前的锚杆支护。并在综合支护中喷射锚网，巷道的拱帮和底角，安插管缝锚杆，锚杆插入的目的是为了让巷道附近的土质酥松，膨胀力也会加大，膨胀能够带来缓冲和支护；并在拱顶和两肩的窝的位置布置锚钉，分解两侧的墙体压力，努力提高围岩自身的承载能力，确保巷道的稳定性和安全性。

3 研究锚网支护实效机制

3.1 锚网支护实效机制中出现的问题

锚网支护主要是运用围岩的深入，逐步加固内容锚杆，这样起到锚固围岩自身的稳定，最终发挥支护作用，围岩的性质和结构有较大不同，锚杆只能作为垂钓和组合梁、挤压固拱的作用。锚网支护有着工艺简单、安装的速度快，整体的工作效率高的优点，便利机械化的操作流程，并且工作强度低，节约支护材料，降低支护成本，加深断面的利用率，保障掘进量，提升总体的技术效果。但是存在的缺点是因为属于隐形支护，所以不能勘测出支护的质量。

由于巷道岩松散破碎，所以整体性差，锚网的支护作用不容易实现，不易成孔，所以就不能钻孔安装锚杆、锚索。巷道经过断层或者地质破碎带的时候，顶板不稳定会垮落，所以超前支护和加固非常必要，另外围岩破碎中施工有较大的困难，快速超前法的运用也非常必要。巷道底鼓治理是一项复杂的治理问题，底鼓问题的出现主要是由于施工人员对底板支护作用缺乏相关的认识，底板是一个较为薄弱的位置，其中的岩石强度较小，容易破碎，两帮和顶板的岩层较为完整，其强度和支护力度较大，容易将底板在作用力的作用下挤入巷道。在巷道使用一段时间以后，因为围岩变形、片帮、锚杆失效、顶板离层出现弯度下沉的情况，所以不能适应生产的要求，因而需要加强支护作用在巷道中的实施。由于大变形巷道围岩长期受到较大程度的损害，部分地区出现松散的现象，巷道断面逐渐增大，导致掘进巷道的服务功能无法正常发挥。在煤矿生产作业中，锚网的支护密度不断提高，使得周围围岩变形，在没有较好支护效果的状态下，如果变形量超过2米，已经超出锚杆的锚固范围，影响锚固效果。另外，以下因素也是影响锚网支护作用发挥的重要因素：复杂的地质环境、缺乏完善系统的施工设计、施工管理水平较低、施工人员技术水平差、矿压检测工作滞后等等，必须加强对上述问题的有效控制，充分发挥锚网支护在大变形巷道中的有效作用。

3.2 划分巷道变形阶段

在大变形软岩巷道中，一旦出现锚网失去效应后，那么巷道围岩会出现三个阶段：第一阶段，围岩剧烈运动，当围岩在逐步移进的时候，迅速的增加锚杆的承载负荷，周期是巷道挖掘4～5天以后，在迎头距离为 40m的情况下 ；第二阶段，围岩平缓运动。围岩的运动量较小，因而移动的速度也将减少，锚杆受力也变得更加稳定，这时候的期限主要集中在 30～32天，在远离迎头的230m外；第三阶段是围岩稳定运动期。当测站的整体断面迎头为230m之外，巷道表面和深度的围岩趋于稳定。

4 结语

控制大变形软岩巷道锚网支护的方法比较多，特别是稳定控制大变形高应力软岩回采巷道，关键是矿业工程和地下工程中控制难点，更是目前软岩矿井有待解决的一项重大难题。本文主要分析和控制软岩的稳定性，并对其原则开展论述，主要原则耦合支护为，开设出高应力的软岩巷道锚网索复合支护，探讨中总结先进的技术应用方法。

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DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.02.245