摘 要：基于地質(zhì)資料與工程類比法的分析研究，采用穿層巷道布置施工工藝方法，重點(diǎn)介紹穿層巷道錨網(wǎng)噴聯(lián)合支護(hù)的應(yīng)用及其效果，實(shí)踐證明采用錨網(wǎng)噴聯(lián)合支護(hù)可以消除因巖面不規(guī)整而引起的應(yīng)力集中現(xiàn)象，使巷道支護(hù)渾然一體，支護(hù)效果更佳。

關(guān)鍵詞：穿層巷 錨網(wǎng)噴聯(lián)合支護(hù) 松動(dòng)圈

中圖分類號(hào)：TD353.9 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2012）12（b）-0089-01

1 工程概況

汾西礦業(yè)集團(tuán)曙光煤礦一采區(qū)集中皮帶巷從開口施工至3#煤層共穿過(guò)1#、2#、3#3個(gè)煤層和3層及不穩(wěn)定砂質(zhì)頁(yè)巖層（節(jié)理裂隙發(fā)育）。在穿層巷道的施工中采用錨桿、金屬網(wǎng)、噴射砼聯(lián)合支護(hù)累計(jì)穿層長(zhǎng)度為40m。以往采用的支護(hù)方法為料石砌碹或U型棚架支護(hù)穿過(guò)該不穩(wěn)定的巖層及1#、2#煤層。自2006年工程技術(shù)人員采用錨網(wǎng)噴聯(lián)合支護(hù)，通過(guò)精心組織，順利穿過(guò)了各個(gè)煤層及不穩(wěn)定砂質(zhì)頁(yè)巖層取得了良好的支護(hù)效果，安全效果及經(jīng)濟(jì)效果。

一采區(qū)集中軌道巷設(shè)計(jì)坡度15°，工程量269 m，穿過(guò)3個(gè)煤層及不穩(wěn)定砂質(zhì)頁(yè)巖層共6層，巷道沿0°方位角施工。累計(jì)穿層長(zhǎng)度40 m，其中穿1#煤層3.0 m，2#煤層15 m，3#煤層10 m，不穩(wěn)定砂質(zhì)頁(yè)巖層12 m。巷道設(shè)計(jì)采用錨網(wǎng)噴聯(lián)合支護(hù)，巷道設(shè)計(jì)為半圓拱型，斷面積為13.2 m2。

2 支護(hù)參數(shù)設(shè)計(jì)方法

在穿層施工時(shí)，2#煤層最厚達(dá)3.0 m，支護(hù)難度較大。沒(méi)有同類條件下的工程借鑒經(jīng)驗(yàn)，工程技術(shù)人員分析研究錨網(wǎng)噴的理論和技術(shù)，采用錨網(wǎng)噴聯(lián)合支護(hù)的方法。

具體方法為：穿2#煤層時(shí)巷道設(shè)計(jì)為11根錨桿，錨桿選用Φ16的A3錨桿，錨桿長(zhǎng)度為1.8 m，樹脂錨固劑為 CK2355一支，錨桿安設(shè)角度垂直于巷道輪廓線，錨桿間排距為800×800 mm，金屬網(wǎng)采用Φ6.5 mm盤條制成的網(wǎng)孔為100×100 mm，規(guī)格為1000×2000的矩形網(wǎng)，壓茬不小于100 mm，且每200 mm用聯(lián)網(wǎng)絲雙股擰緊。

3 錨網(wǎng)噴射聯(lián)合支護(hù)法技術(shù)的依據(jù)

基于有關(guān)巖石力學(xué)理論及巷道斷面形狀選型的研究成果，選擇斷面形狀，設(shè)計(jì)采用半圓拱巷道符合自然平衡拱理論?？紤]在煤層中爆破后的產(chǎn)生拱形斷面徑向一定深度內(nèi)松動(dòng)圈因素以及在無(wú)支護(hù)條件下松動(dòng)圈的穩(wěn)定程度受制于煤體的強(qiáng)度及節(jié)理裂隙的發(fā)育程度和煤體間的摩擦阻力的關(guān)鍵性作用；處于裸巷條件下的松動(dòng)圈雖暫時(shí)為平衡狀態(tài)，但隨著煤巖被進(jìn)一步掘出后，圍巖應(yīng)力將重新分布，松動(dòng)圈將不具備承載能力或承載能力很小。如果不采取支護(hù)措施將會(huì)產(chǎn)生自然垮落，形成二次平衡拱，以及二次產(chǎn)生松動(dòng)圈。因此在爆破后及時(shí)在巷道周邊徑向打錨桿支護(hù)和噴射砼以封閉圍巖裂隙裂紋，以此作為臨時(shí)支護(hù)下，噴射砼的作用力將圍巖的雙向受力變?yōu)槿蚴芰Γ蕴岣邍鷰r的強(qiáng)度。在錨桿預(yù)應(yīng)力的及時(shí)作用下，錨桿周圍形成一個(gè)錐形體壓縮區(qū)，彼此重疊連接，使形成一個(gè)厚度均勻的連續(xù)壓縮帶，這就是擠壓拱加固理論的核心。在擠壓拱的加固作用下，松動(dòng)圈在錐形壓縮區(qū)形成組合平衡拱，組合平衡拱越完整，圍巖支護(hù)的承載能力越強(qiáng)。在此基礎(chǔ)上再加金屬網(wǎng)、噴射砼永久支護(hù)，二次強(qiáng)化加固平衡拱的強(qiáng)度，使平衡拱更加完整。巷道支護(hù)結(jié)構(gòu)可謂渾然一體，避免了由于巖面不平引起的應(yīng)力集中現(xiàn)象，而使巷道圍巖抗破壞的能力降低，進(jìn)而達(dá)到聯(lián)合支護(hù)最佳效果。

4 關(guān)鍵施工技術(shù)

（1）必須保證爆破后的頂板基本完整，保證支護(hù)工作可以順利進(jìn)行。否則，錨網(wǎng)噴聯(lián)合支護(hù)就無(wú)從談起。因此，保證光面爆破錨網(wǎng)噴聯(lián)合支護(hù)的關(guān)鍵所在，為保證光面爆破的技術(shù)要求，將周邊眼間距設(shè)計(jì)為250 mm，裝藥量不超過(guò)100 g，最小抵抗線得大于0.8 m；（2）縮小工作面循環(huán)進(jìn)度。將循環(huán)進(jìn)度內(nèi)1.7 m，降至1.2 m，同時(shí)要求多打眼、少裝藥，以減少對(duì)圍巖的破壞深度；（3）錨桿的初撐力很重要，一般要求初撐力不低于30 kN，并每根錨桿的初撐力接近同一值；（4）爆破后及時(shí)噴射砼封閉圍巖工藝是形成組合梁的重要因素；（5）錨桿的安裝質(zhì)量必須加以保證，扭矩力必須達(dá)到120 N/m以上，且錨固長(zhǎng)度、安裝角度必須符合設(shè)計(jì)要求；（6）盡量減少巷道圍巖在無(wú)支護(hù)狀態(tài)下的裸露時(shí)間，錨網(wǎng)噴聯(lián)合支護(hù)一氣呵成。

5 經(jīng)濟(jì)效益分析

（1）經(jīng)濟(jì)效益：若采用料石或U型鋼棚支護(hù)，材料費(fèi)3000元/m左右；而采用錨網(wǎng)噴聯(lián)合支護(hù)材料費(fèi)為1300元/m左右；節(jié)省費(fèi)用為1700元/m左右，全巷道聯(lián)合支護(hù)可節(jié)省費(fèi)用457300元。（2）利于安全生產(chǎn)：采用光面爆破及錨網(wǎng)噴聯(lián)合支護(hù)的形式避免了采用其它支護(hù)使煤巖冒落而無(wú)法進(jìn)行臨時(shí)支護(hù)。消除了片幫、冒頂?shù)劝踩[患。（3）輕了勞動(dòng)強(qiáng)度。錨網(wǎng)噴聯(lián)合支護(hù)材料輕便，容易搬運(yùn)，施工方便，支護(hù)工序簡(jiǎn)單，有利于提高巷道單進(jìn)。（4）利于質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化管理。該聯(lián)合支護(hù)運(yùn)用得當(dāng)，一次性達(dá)到設(shè)計(jì)斷面；且該支護(hù)強(qiáng)度大，服務(wù)年限長(zhǎng)，巷道維護(hù)量少。

6 結(jié)語(yǔ)

（1）在穿層巷道中，采用錨網(wǎng)噴聯(lián)合支護(hù)證實(shí)了擠壓加固，組合平衡拱理論的正確性。因此使廣大工程技術(shù)人員提高認(rèn)識(shí)，改變理念，大膽采用、試驗(yàn)支護(hù)新技術(shù)并將它應(yīng)用到各種復(fù)雜的井巷施工中去。（2）錨網(wǎng)噴聯(lián)合支護(hù)克服了料石砌碹、棚式被動(dòng)承載支護(hù)的缺點(diǎn)，減少了圍巖變形，及巷道的開挖量。（3）需要指出的是，對(duì)此類支護(hù)必須開展巷道支護(hù)監(jiān)測(cè)，通過(guò)長(zhǎng)時(shí)間對(duì)巷道的位移、頂板離層、錨桿受力等方面的觀察，驗(yàn)證已采用的支護(hù)參數(shù)。為以后的大量應(yīng)用積累經(jīng)驗(yàn)。（4）錨桿的錨固力必須到達(dá)設(shè)計(jì)要求，并持之以恒。需對(duì)現(xiàn)有鉆具、錨桿安裝機(jī)械、錨桿桿體質(zhì)量，藥卷的質(zhì)量、施工工藝等進(jìn)行進(jìn)一步完善，以保證錨桿安裝完畢后不自失效。（5）在施工中，對(duì)即將裸露的煤巖必須進(jìn)行準(zhǔn)確判斷，以利提前采用特殊措施。以保證巷道支護(hù)質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

[1]范忠明，張金山，馬猛.深部礦井軟巖巷道支護(hù)研究[J].山西焦煤科技，2012（7）.