路亞軍 孟凡永
摘要:根據(jù)具體巖性,對軟巖支護進行實踐,同時對這種支護在實際應用中影響支護效果的因素進行了分析,并提出合理支護對策,為類似條件下軟巖巷道支護設計提供有力參考。
關鍵詞:軟巖巷道 錨、網(wǎng)、噴支護 參數(shù)
1 軟巖的定義
軟巖是指單軸抗壓強度小于30MPa的巖石,指松散、軟弱的巖層,它是相對十分堅硬巖層而言的,自身強度很低,它是一種復雜巖石力學介質(zhì),在某種特定環(huán)境下可以顯著塑性變形。
2 興隆礦關于軟巖支護的探索
多年來,錨、噴支護一直是興隆礦在開拓、準備巷道中常用的支護方式,錨、噴支護一直具有強力大、可縮性大、全封閉、整體性好的特點,支護效果一直不錯。但是隨著礦井越挖越深,地壓越來越大,支護的難度也隨著越來越大,已經(jīng)超出了原有的支護承受范圍。如果強行采用原有的支護方式,就會出現(xiàn)漿皮開裂、變形,而且維修的次數(shù)也會越來越多,錨噴支護已然不能滿足住戶要求。嚴峻的形勢逼迫我礦盡快探索出一種新型的、行之有效的支護方式。經(jīng)過幾年的探索,將錨、噴支護改良為錨、網(wǎng)、噴支護,并通過大量的實踐因地制宜地設計出支護參數(shù)。經(jīng)過近幾年的實踐,資料表明,即使礦井越挖越深,地壓越來越大,錨、網(wǎng)、噴支護都是一種非常可靠的支護形式。
3 影響支護質(zhì)量的因素及對策
3.1 巷道成形
因為巷道掘出后,原有的圍巖應力被破壞,圍巖應力需要釋放出來才能達到新的平衡。在巷道掘進的過程中,一定會受到外力的作用,導致圍巖應力失衡,表現(xiàn)不穩(wěn)定,甚至影響支護強度。所以,在軟巖巷道掘巷的時候,一定要盡量小的破壞圍巖,特別是在炮掘的巷道中,一定要盡量少裝藥,發(fā)現(xiàn)已經(jīng)松軟的巖層,一定要用手鎬或風鎬鑿除掉,這樣不僅可以保證錨、網(wǎng)、噴支護的支護效果,也可以節(jié)約成本。
3.2 錨桿參數(shù)及支護強度
錨桿支護參數(shù)和支護強度受很多因素的影響,比如巷道服務年限、承壓性質(zhì)、規(guī)格形狀,周圍環(huán)境等等,錨桿支護參數(shù)和支護強度會隨著這些因素的不同而變化。巷道斷面、埋深和支護強度是成正比的。另外,支護強度設定的不同,也會因為同一巷道的不同部位受力大小也不同而有影響。
3.3 金屬網(wǎng)的鋪設標準
金屬網(wǎng)鋪設時一定要緊貼巖面,網(wǎng)與網(wǎng)要搭接,絕不能對接,且搭接長度不能小于0.01m。網(wǎng)與網(wǎng)之間用聯(lián)網(wǎng)絲連接,每扣間距不能大于0.02m。
3.4 噴漿選料及標準
配合材料為水泥、沙和石子,配比為水泥:沙:石子=1:2:2,設計標號為C20,噴厚為0.05m。噴射混凝土配合材料中,水泥必須使用標號不低于R42.5的普通硅酸鹽水泥,速凝劑使用煤海J-85型,水泥重量的3%~5%一般是標準摻量,噴拱取上限,噴淋水區(qū)時,視情況而定可加大速凝劑摻入量,速凝劑必須在噴漿機進料口均勻加入,沙為純凈河沙,石子直徑小于0.006m,粒徑大于10mm的石子控制在20%以下,保證混凝土有光澤而不流淌。
4 圍巖條件多變情況下的支護
4.1 二次支護
圍巖條件多變的軟巖巷道應力高,圍巖強度低并具有膨脹性、流變性的特點。在這樣的條件下也能采用錨、網(wǎng)、噴支護。
興隆莊煤礦B1303軌聯(lián)巷進入軌順后沿斷層帶掘進,圍巖以炭質(zhì)泥巖為主,節(jié)理裂隙非常發(fā)育,破碎松軟,手可剝離,屬于典型的軟巖范疇。巷道開挖時采用全斷面一次預裂光面爆破,一次支護采用錨、網(wǎng)、噴支護。錨桿采用直徑20mm、長1800mm的圓鋼錨桿,樹脂錨固劑卷端頭錨固,掛金屬網(wǎng),初噴30~50mm厚柔性噴層;待巷道變形較穩(wěn)定后復噴并進行二次支護。二次支護用注漿錨桿對圍巖進行注漿加固。由此對巖體實施外錨內(nèi)注加固處理。
4.2 對二次支護的認識
在軟巖巷道中,因為軟巖蠕變時間長的特點,一般都是采取根據(jù)現(xiàn)場的實際情況做第二次支護。但實踐證明,在巷道的使過程中,應該在一開始發(fā)生開裂的時候,就及時噴漿并補設錨桿,等到圍巖位移量達到200~300mm時再實施二次支護。在巷道承受動壓的時候應該先提前加固,然后再根據(jù)實際的變形情況進行合理的支護。
5 結論
實踐證明,在軟巖巷道中采用錨、網(wǎng)、噴支護在技術上是可行的。在具體實施上,設計各項支護參數(shù)時要隨地質(zhì)條件的變化而變化,采取正確的施工工藝并加強現(xiàn)場管理,重視礦壓監(jiān)測。圍巖條件復雜的軟巖巷道可以在錨噴一次支護的基礎上,進行其它形式的二次支護,取得更好的支護效果。
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作者簡介:
路亞軍(1982-),男,2006年畢業(yè)于武漢工程大學,現(xiàn)在興隆礦掘進二隊,助理工程師。