联合支护在煤矿开拓巷道围岩支护中应用

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1、联合支护在煤矿开拓巷道围岩支护中应用　　【摘要】以前常用的单纯的锚网喷浆支护、砌暄支护、刚性支护等单一支护形式越来越不能抵抗矿压和地质条件给巷道变形造成的影响，采用多种支护形式相结合的联合支护方式，能有效阻止巷道的破坏。【关键词】一次支护；二次支护；联合支护引言6开拓巷道服务于一个水平甚至整个矿井，其服务时间长，其支护效果的好坏直接影响到矿井的安全高效生产。对于围岩条件复杂的开拓巷道采用一般支护形式是难以奏效，不能满足正常服务的要求，需采用二次支护、围岩结构强化、支护结构优化的联合支护方式。现阶段巷道支护为多种支护形式并存，煤巷支护形式主要有工字钢支护、U29型棚支护、锚注支护、锚网支护等，岩

2、巷支护形式主要有锚注支护、锚喷支护、U29型棚支护，单一的架棚基本能够满足地质条件简单的回采巷道支护要求。某煤矿巷道掘进施工、维护工作难度大，采用常规的施工方法和支护形式、支护结构（锚网喷、U型棚等支护）往往不能奏效，造成局部构造带巷道变形较大，制约了矿井采掘作业安全、正常进行。因此，对于巷道破碎带处的巷道支护与维护已成为一个急需解决的难题[1]。联合支护体系是解决高应力巷道的支护难题的一条重要路径。1联合支护的围岩控制原理联合支护模式为分次支护，第一阶段进行一次支护，即锚、网、喷支护，巷道开掘成形后，立即钻孔安装树脂锚杆，铺挂金属网，然后喷射一层混凝土充填巷道围岩裂隙和超掘凹坑，使岩巷成形规

3、则，阻止危岩冒落，确保安全，快速封闭围岩，防止其分化、泥化、碎胀和膨胀；第二阶段是在第一阶段的基础上（确保一次支护达到一定强度，混凝土达到强度龄期）进行二次支护，即进行锚索和锚注支护，滞后锚注加固的作用机理体现在三个方面：（1）对围岩裂隙的固结增强作用，注浆后，围岩裂隙得到粘结，提高了围岩的完整性，使得裂隙的抗剪强度和刚度大大提高，表现为围岩的整体抗拉剪强度（包括内聚力和内摩擦角）大大提高；浆液充填到裂隙中固结后形成新的网络骨架结构，使得裂隙岩体的变形模量明显提高；裂隙充填后，其端部应力集中大大削弱甚至消失，改变原来的裂隙扩展破坏机制，遏制了围岩的流变变形[2]。（2）改善围岩表面应力状态：注

4、浆压力消散后在喷层与围岩表面之间仍存在一定的残余应力，在锚喷支护的基础上进一步增加了作用于围岩表面的应力，能更加有效的改善围岩的受力状态，提高围岩强度，维护围岩的稳定。6此外，通过对锚杆孔及周围裂隙岩体的注浆加固，使端锚型或半长粘结型锚杆转变为全长锚固型，大大强化了锚杆的锚固性能。（3）锚注形成的承载结构改变了顶板及两帮围岩的应力，巷道的垂直集中应力被传递到围岩从而降低了巷道两帮及底板承受的应力。2联合支护方案设计某煤矿南翼运输巷处于松软破碎高地压岩层，支护形式为：正常地段采用“锚-锚”联合支护，采用长短锚杆结合的二次支护形式，过断层等特殊地段采用“锚-架”联合支护；辅以注浆加固。2.1一次支

5、护设计一次支护原则：锚杆支护应尽量一次支护就能有效控制围岩变形，避免二次或多次支护。一方面，这是矿井实现高效、安全生产的要求，为采矿服务的巷道和硐室等工程，需要保持长期稳定，不能经常维修；另一方面，这是锚杆支护本身的作用原理决定的。巷道围岩一旦揭露立即进行锚杆支护效果最佳，而在已生离层、破坏的围岩中安装锚杆，支护效果会受到显著影响[3]。2.1.1支护形式：“锚网+喷砼”。2.1.2支护材料6水泥选用淮北矿业集团水泥厂生产的425#矿渣水泥，黄砂粒径为大于0.35mm中粗砂，石子粒径为5-15mm，喷射砼料配比为水泥：黄砂：石子：速凝剂=1：2：2：0.03，水灰比为0.57：1，喷射砼强度为

6、C15，喷砼厚100mm；全断面挂钢筋网，钢筋网由φ6.5mm圆钢编焊而成，规格为1500×1000mm，网孔规格为100×100mm，钢筋网搭接须严实，相邻的钢筋网要用铁丝绑扎在一起，搭接长度100mm；锚杆规格型号为GQ—M24/2400、材质为无纵筋螺纹钢式树脂锚杆金属杆体，锚杆采用200×200mm新型大托盘，每根锚杆采用一卷K2850型快速和一卷Z2850型中速树脂药卷加长锚固；锚杆间排距800×800mm。2.1.3保证措施在施工中每隔10m设置一个腰线点，30m设置一组中线（每组中线不少于3根）。各班要注意保护好中、腰线，每班认真检查本班的质量。每天队里对一个圆班的质量做一次全面

7、检查，发现问题及时处理，每周项目部做一次检查，并做好记录，下达“五定表”。打锚杆眼前必须按支护断面图规定，看线、定点、量尺、画眼位，顶部锚杆沿中线，帮锚杆与巷道坡度一致。锚杆眼孔与锚杆直径、树脂药卷直径要合理匹配。岩巷宜采用φ32mm6孔径配φ28mm树脂药卷。所有的锚杆孔要用压风扫眼，清除岩渣、积水。吹扫时，操作人员应站在孔口一侧，眼孔方向不得有人。锚杆、锚固剂、水泥、黄砂、石子、速凝剂的规格、