影响巷道的因素与不同的锚杆支护方法

李曙曌

【摘 要】影响巷道的因素主要有围岩强度、地应力、断面形状与尺寸，不同地质条件下锚杆支护的主要方法是松软围岩巷道锚注加固、复合顶煤巷锚带网加锚索联合支护、综合顺槽采用锚杆锚索联合支护、综放面未采锚网支护。

【关键词】巷道；地质；锚杆支护；技术

锚杆支护在井下巷道使用范围的扩大，但在井下的具体应用中，由于地质条件的变化和矿山压力的影响，支护效果存在很大差异。应根据不同地质条件选择安全、可靠、经济的支护技术和方法。

1.影响巷道的因素分析

1.1围岩强度

较软弱的围岩容易产生变形和破坏，巷道稳定性差，维护比较困难；围岩强度增加，围岩的承载能力及巷道围岩稳定性均增加，巷道容易维护。这主要是围岩自撑力能承担部分或安全荷载。

1.2地应力

地应力包括上复岩层的自重应力，地质构造应力和采动引起的集中应力等。

自重应力。原岩自重应力大小取决于岩石重度和埋藏深度。巷道距地表垂深增加，围岩变形量增大，稳定性减弱，特别是围岩强度较小时，巷道埋深对围岩变形影响更为强烈。但围岩强度较大时，巷道埋深的变化对围岩变形影响不大。

地质构造应力。地质构造越发育，围岩的完整性越差，裂隙越多，巷道围岩的稳定性越差。

采动集中应力。巷道距回采工作面所采的煤层越近，受采动影响越大，尤其是煤层巷道，巷道变形程度与开采煤层的厚度，直接顶、老顶的强度和厚度以及层位、结构，有密切关系。老顶来压越剧烈，影响越大，巷道围岩不仅受本身煤曾超前压力的影响，同时，还受到邻近工作面采动压力的影响，形成压力叠加，两侧采空的巷道受影响的程度大于一侧采空的巷道。

1.3断面形状与尺寸

巷道断面形状。不同断面的应力分布不同。可以改变巷道断面形状来改变围岩应力分布状况，如圆形，椭圆形较好，椭圆形次之，梯形、矩形较差。巷道断面尺寸。巷道的变形程度随巷道宽度与高度的增加而增加。

2.不同的锚杆支护方法

2.1松软围岩巷道锚注加固

锚杆支护是通过锚入围岩内部的锚杆，改变围岩本身的力学状态，在巷道周围形成一个整体而有稳定的岩石带，加固围岩，保持围岩的完整性和稳定性，控制围岩变形、移动和裂隙的发展，充分发挥围岩自身的支承作用，主动支护，有效改善矿井的支护状况，具有施工简单方便、效率高、成本底、速度快、支护效果好等特点，已经普遍推广应用。不但在岩石巷道普遍应用，而且在煤层巷道也在逐步推广应用。

在松软围岩内布置巷道，围岩变形大，稳定性差，维护困难，费用高，而且严重影响矿井的安全正常生产。传统的锚杆支护已不适应高应力、大变形松软围岩巷道，锚注加固是一种理想的改善软弱围岩承载性能的措施。锚注加固巷道围岩是利用空心锚杆作注浆孔管（简称注浆锚杆），注浆锚杆前段是带若干射浆孔的注浆段，后段是锚固段。松动和裂隙发育的围岩经过锚杆注浆加固后，围岩强度等力学性能得到提高和改善，使破裂结构的围岩胶结形成拱形连续体加固圈，同时注浆锚杆起到悬吊、挤压、楔固、主合拱等作用，防止围岩松动范围进一步扩展，从而使巷道围岩长期处于稳定状态。

2.2复合顶煤巷锚带网加锚索联合支护

复合顶板支护的难度在于软夹层（煤线、泥质）地质面的存在，导致上、下层面间、的结合力低，普通锚杆的锚固范围有限、承载能力也受限制，而且软弱夹层本身的松动膨胀也会对下位岩石形成较大的垂直载荷，挤压下位岩层，容易导致顶板跨落。在这类顶板的煤层内掘进巷道，必须采取补强措施，保证安全生产。“锚杆、钢带金属网”可以发挥挤压加固作用，促使锚固范围内的岩石形成一定荷载的整体结构，维护锚杆长度范围的顶板，保持其整体性，阻止上部围松动与变形，锚索则锚固在上部稳定的岩体上，由锚索来承担跨落范围之间内的岩层所受的垂直载荷，防止顶板离层。锚索长度一般进入稳定岩层lm、间距2m。

2.3综合顺槽采用锚杆锚索联合支护

综放工作面两侧顺槽特定的围岩条件，其顶板抗压强度低，受压后易冒落。顶煤受到地应力（上覆岩层的自重应力，地质构造应力和采动引起的集中应力等）的影响时，容易离层，所以，在锚杆支护基础上，加支一排锚索，使煤体加固带悬吊于顶板岩石，防止离层冒落。

2.4综放面未采锚网支护

综放工作面设施尺寸大、吨位重，拆除工艺复杂，要求的拆除空间较大，对支护要较高。综放末采时可以用锚网支护工艺。首先在停采后的工作面煤壁上按照间距1.5m左右、垂直煤壁施工两排长度为1.8m左右、?18mm的锚杆；然后在煤壁与顶板肩窝处按照与水平呈45°夹角、间距1.5m左右的要求施工一排长度为2.5m左右、?20mm的锚杆；再在距工作面煤壁1.0m左右、垂直煤壁施工一排长度为2.5m左右、?20mm的锚杆。

用锚网支护代替架棚支护，作为综放面末采支护技术可行、经济合理、安全可靠、便于快速施工、缩短末采时间。

在具体的生产实际中应因地制宜合理地选择锚杆支护形式和结构，达到安全可靠、经济合理、技术可行、效率和效益较高。