一平浪煤矿矿区软岩巷道锚喷支护施工技术应用探究

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1、一平浪煤矿矿区软岩巷道锚喷支护施工技术应用探究　　【摘要】在软岩巷道采用锚喷支护，能够提高支护结构的整体性，保证围岩的稳定性，有效控制巷道变形。【关键词】软岩巷道；锚喷支护；施工1地质概况一平浪煤矿煤田生成于新生代第三纪新生界上三叠系，下伏地层为白垩系或前震旦系，均为不整合接触。整个矿区煤系地层全被第四系覆盖，煤系地层划为上三叠系普家村组、上三叠系干海资组、上三叠系舍资组和朱罗系禄丰群，总厚度500～1476m。顶底板均属松软岩体，岩石具有易风化、遇水膨胀、变形量大、变形速度快、持续时间长、压力大等特点。2锚喷支护参数的确定软

2、岩巷道锚喷支护的理论根据是组合拱理论，即通过锚杆的锚固作用，使围岩松动圈内的岩体形成一个组合拱来承载上部围岩的压力，阻止本身的移动和脱落。因此，要求锚喷支护所确定的各种参数都应保证围岩能够形成一个完好的、具有较大承载能力的组合拱。2.1锚杆类型的选择6根据软岩巷道围岩特点及支护经验，选择的锚杆必须具有较大的锚固力和可拉伸量。经过对各种锚杆实际拉力实验，选择快硬膨胀水泥锚杆。2.2快硬膨胀可拉伸水泥锚杆各参数的确定（1）锚杆杆体材质选为直径18mm螺纹钢。（2）锚杆长度的确定根据下式设计锚杆的长度：L=N（1.1+B/10）式中

3、：N-围岩稳定系数，N取1.0；B-巷道净宽，B=3.0m。则L=1×（1.1十3/10）=1.4m按有关规定锚杆的长度不小于巷道净宽1/2的要求，考虑到某矿区软岩的现场实际为施工方便，锚杆的长度选1.8m规格。（3）锚杆阻挡片的确定锚杆尾端阻挡片，为厚度3mm的钢板，其外径为38mm，经井下现场实际拉力实验，阻挡片的抗拉强度大于8kN。2.3锚杆间距的确定Q=HD2γ式中：Q-锚杆的锚固力，取5kN；H-围岩松动圈厚度，取1.8m；γ-岩石的容重，取2.5t/m3。6将上述数据代入公式得锚杆间距：D≤1.05m。按照锚杆的间

4、距不大于锚杆长度1/2的要求，考虑到施工安全，确定锚杆的间距为0.6m，排距为0.7m。3锚喷巷道的施工工艺（1）采用光面爆破开凿巷道断面。（2）打锚眼，安装锚杆。锚杆眼和围岩垂直，深度比锚杆短50～100mm，锚固卷浸水12s，捣实为止。（3）挂网。挂网时从巷道顶板开始，边挂网边上托板，然后拧紧锚杆螺母，使托板紧贴围岩。控制围岩在较小的范围内变形，达到稳定。（4）喷浆、封闭围岩。如果围岩不过分破碎和风化，可一、二个循环喷浆一次，如果过于破碎，喷浆要在放炮后进行一次。再安装锚杆、挂网。待下一循环喷浆时，再补喷。4锚喷巷道围岩活

5、动规律4.1围岩的变形移近量从测得的数据得出，围岩在可拉伸水泥锚杆的支护条件下，从开凿形成稳定的组合拱，在水平方向的变形移近量为31mm。1m深处的围岩移近了17mm，1.5m深移近了10mm。围岩在垂直方向上的最大变形量为37mm。1m深处的围岩为23mm，1.5m深处的围岩移近量16mm，2m深点为2mm。4.2围岩的变形6围岩的变形基本上在30d内完成，而前15d的变形最大，变形量约占总变形量的60～70%。在没有动压影响的情况下，围岩的变形稳定时问一般为50d。1m深处的围岩为40d。围岩的稳定是从围岩深部到围岩表面逐

6、渐完成的。5快硬膨胀可拉伸锚杆支护效果评估5.1锚杆的受力状态分析快硬膨胀可拉伸水泥锚杆属于端头锚固，它是用快硬膨胀水泥把锚杆的一端固定在较稳定的岩层之中，另一端为托板托锚围岩，以此来控制围岩的变形移动，承载着围岩变形所释放的应力。锚杆所具有的锚固力P是锚杆承受围岩释放应力的极限值。当锚杆的托锚力P2和围岩变形释放的应力P1平衡时，就使围岩组成的组合拱处于稳定状态。当P1>P2时，锚杆通过自身的调节，有约束地让压后，使P1、P2又重新达到平衡，使围岩又重新达到稳定。当P1值达到和P值相等时。锚杆支护处于极限状态，如果围岩仍不稳

7、定，还要变形，对外释放应力，则将导致锚杆失效，即锚杆的锚固力不能满足软岩巷道的支护要求.就要发生冒顶和围岩脱落事故，说明巷道采用快硬膨胀可拉伸水泥锚杆支护的方式不合理。5.2支护效果6综合上述分析，通过对不同的锚喷支护巷道的锚杆实际受力情况测试，锚杆的实际受力一般只在3～5kN，没有达到6kN。但在个别巷道中的个别巷道，如某四井溜子道，有些锚杆受力已将普通凸型托板压碎。经实验数据分析，这部分锚杆的受力已接近8kN，巷道没有发生冒顶和围岩脱落现象。由以上工程实例可以证明，快硬膨胀可拉伸水泥锚杆所提供的锚固力完全能够满足围岩释放应

8、力的要求，可以起到良好的支护效果。5.3锚杆的柔性分析快硬膨胀可拉伸水泥锚杆在受到较大的作用力后，随着受力增加，具有一定的可拉伸量。在不同的受力情况下，不同装配形式的锚杆可拉伸量遵循着锚杆所设计的拉伸量。某二井+130m西翼大巷围岩在垂直方向变形37mm后，即达到了稳定状态，