锚、网、喷支护巷道破坏形态探究

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1、锚、网、喷支护巷道破坏形态探究　　【摘要】锚杆支护由于能主动地加固围岩，最大限度地保持围岩的完整性、稳定性，控制围岩变形、位移和裂隙的发展，充分发挥围岩自身的支承作用，变被动支护为主动支护，有效的改善矿井的支护状况，具有施工方便、效率高，有利于加快施工进度，且施工成本低、支护效果好，已经成为当今巷道支护改革的主要趋势。但是采用这个支护的巷道也遇到了些较为普遍的问题，该文结合岩巷支护破坏形态进行了分析，并提出对策，具有一定借鉴意义。【关键词】锚、网、喷；岩巷支护；破坏形态；治理对策1锚、网、喷支护在采区内的应用岩石集中巷，联络石门及采区上、下山一般布置在相

2、对稳定的岩层中，顺层或夹角较小的伪倾斜掘进。其支护参数一般为：锚杆采用树脂锚杆，直径16mm，长1600mm，间排距800×700mm金属网用8#铁丝编制的经纬网，规格500×800mm，网孔100×100mm，初喷砂浆厚30mm，复喷混凝土厚70mm，总喷厚100mm。2锚、网、喷支护巷道的破坏过程和其他类型支护巷道一样，锚、网、喷支护的巷道也会遭到破坏。其破坏过程基本如下：6锚、网、喷支护的巷道在支护施工完毕后的头1～10天和前1～2个月内，巷道来压变形较为严重，喷体出现变形。一般认为，在煤系地层中，用锚、网、喷支护的巷道围岩的相对移近量（变形量）不

3、超过30～50mm时喷层不会出现开裂，围岩也不会出现二次松动致使松动圈扩大。这样巷道便可以得到有效的支护。对稳定和中等稳定的围岩而言，巷道的移近量（变形量）总体不大于30mm（一般不超过40mm）。不稳定岩层巷道的变形不论是初期还是后期，其移近速度，移近量都比稳定岩层大得多。不论岩层稳定（中砂岩、灰岩）还是不稳定（粉岩、泥岩、粘土岩、软煤、破碎带），当巷道开挖后不及时封闭，得不到有效支护时，其围岩便产生松动变形。对这种围岩进行支护后，会对喷体产生正压力和侧压力，从而造成喷体变形向巷道内部或侧压力的反向移近。当其变形压力达到或超过支护结构的抗压，抗剪强度时

4、，便出现喷体脱落、开裂、折断和锚杆拉断等现象。这些会导致围岩近一步松动，形成更大的松动圈，造成更大的破坏，直至巷道失稳。3破坏形态锚、网、喷支护巷道的破坏形态主要有以下几种：（1）剪切破坏：主要发生的巷道的拱基；（2）拉伸破坏：主要发生在巷道的直墙正顶及下帮肩窝处；6（3）单向受压破坏：主要发生在上帮直墙上部；（4）收缩变形破坏：主要发生在巷道的弱面位置；（5）墙失脚、喷体拆损：发生在两帮，尤其在下帮直墙；（6）其他：锚杆失去固力、拉断和底鼓等。3.1剪切破坏地层的各向异性，在原始应力重新分布趋于平衡过程中，造成开挖后巷道支护在各个部位受力的不均衡性。由

5、于岩层松动、自重和岩层倾角关系，它造成支护体受力方向既不通过拱圆心，也不垂直于围岩层理面。3.2拉伸破坏在巷道开挖之后，如果由于地质原因造成某个方向上压力（主压力）如水平方向主压力或垂直方向主压特别大，则会发生破坏。3.3单向受压破坏当巷道垂直压力较大时，除顶部出现拉伸破坏外，还在直墙、拱肩位置出现单向受压破坏，它造成喷体片状脱落或压碎。3.4收缩变形破坏6喷射出的混凝土的凝固、粘结、放热过程中，自身会发生收缩。由于掺入速凝剂，喷射混凝土的凝固时间从几个小时缩短到几十分钟。此时，其收缩变形强度也相应增大。在喷射完毕后特别是喷射后2个小时内，喷体如果得不到

6、及时养护，就会造成喷体内部产生收缩拉伸应力。另外由于喷体材料配比不当、掺料不均等原因，也会造成喷体含砂夹层，成为弱面。这时喷体在收缩拉伸应力作用下就会产生裂缝或呈片块状脱落。3.5两墙失脚、喷体大面积折损由于施工时两墙底用浮矸清理不净，或回弹料覆盖底角，造成直墙两底得不到及时封闭和支护，使围岩受潮、风化，发生松动、膨胀。由此直墙被挤进巷道，造成喷体自墙中、墙拱结合部折断，出现大面积脱落。3.6其他破坏形态其他破坏形态还有底鼓。当地压特别大，岩层遇水易膨胀，围岩却得不到及时封闭，巷道不能全断面支护，就都有可能发生底鼓破坏。伴随着的往往是巷道两帮直墙剪切破坏

7、。另外还有象锚杆失去锚固力、喷体下坠破坏等。锚杆安装不合格，锚固力达不到要求或锚杆不能垂直于围岩岩层，均可导致锚杆失效。另外一些重要的原因是围岩破碎和整体性差，岩石较脆、松动圈较大以及锚杆因长度不够不能锚入稳定坚固岩层中，都会致使整套锚杆随围岩向巷道内移动。4应采取的对策4.1探明围岩性质，合理布置巷道6从巷道的破坏形态分析可以看出，其主要破坏形态如受压、剪切、拉伸破坏都与围岩角，性质稳定性上原因造成的支护体受力不均衡性有很大关系。为改变这种情况，巷道应尽可能布置在围岩稳定，岩石坚硬，较均质的岩层中。4.2科学选择，支护方式和支护参数4.2.1支护方式选

8、择一条巷道的支护方式与巷道所处的围岩性质，巷道用途，服务年限以及施工工艺，施工设