鄒德亮 崔韶陽 李昌秋
摘 要:煤礦實際建設(shè)過程中,巖巷支護在巷道工程中占有核心地位。隨著錨、網(wǎng)、噴支護技術(shù)的日漸成熟和快速發(fā)展,在巖巷支護掘進建設(shè)中發(fā)揮著重要的作用。筆者根據(jù)自己的經(jīng)驗,首先概述了巖巷支護,其次,對巖巷支護破壞形態(tài)進行了一番分析,最后,制定了相應的措施。
關(guān)鍵詞:巖巷支護 破壞形態(tài) 策略
中圖分類號:X5 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2013)03(a)-0089-01
由于錨、網(wǎng)、噴支護技術(shù)具有較強的適應性,支護及時、施工操作簡便、支護強度高、柔性好等諸多的優(yōu)勢特征,所以,其目前已在煤礦建設(shè)中得到了普遍的使用,十分有利于煤礦提升自身快掘水平,平衡采掘關(guān)系。本文主要對巖巷支護破壞形態(tài)進行了分析,并制定了有效的策略予以解決。
1 巖巷支護概述
巖巷支護主要從之前的料石、混凝土砌碹支護逐漸的變?yōu)榱爽F(xiàn)在的錨噴支護、錨網(wǎng)噴支護,支護強度有了很大的提升,巷掘速度有了增強。錨噴支護工藝具體是:當巖石暴露后,應先對頂板拱基線以上基本成型的巷道進行砂漿的初噴,厚度大概在10~20 mm,護頂進行臨時支護,再打錨桿掛金屬網(wǎng)噴漿做二次支護,以確保成巷成為一個永久的巷道。對于已破碎的巖體,應進行U型鋼支護的架設(shè),對圍巖予以良好的支撐,從而使抗圍巖壓力的能力進一步提升。
錨桿支護參數(shù)不是固定的,其會在實踐中不斷的發(fā)生著變化,錨桿長度會從之前的1.5 m變?yōu)?.8 m。錨桿材料變?yōu)榱隋^固力強的樹脂錨桿。錨桿支護規(guī)格變成了0.7×0.7 m,使得錨桿支護所構(gòu)成的組合拱厚度與強度有了很好的增加。
2 巖巷支護破壞形態(tài)分析
錨、網(wǎng)、噴支護巷道共有以下幾種破壞形態(tài)。
2.1 剪切破壞
在巷道的拱基中時有發(fā)生;由于地層各向異性,當原始應力進行重新分布并逐漸的趨于平衡時,致使開挖后的巷道支護所有部位存在著不均衡的受力情況。而因巖層松動、自重以及巖層傾角關(guān)系,其使得支護體實際受力過程中,不穿過拱圓心,同時也不垂直于圍巖層理面。
2.2 拉伸破壞
發(fā)生部位是在巷道的直墻正頂和下幫肩窩處;當巷道開挖完成后,若因地質(zhì)因素使得某一方向上的主壓力有了增加,比如水平或者垂直方向主壓力,那么,就會有破壞現(xiàn)象的發(fā)生。
2.3 單項受壓破壞
發(fā)生部位是在上幫直墻上部;若巷道垂直壓力不斷增大,不僅會導致頂部發(fā)生拉伸破壞,而且還會造成直墻、供肩位置處存在單向受壓破壞情況,致使噴體片出現(xiàn)脫落和壓碎現(xiàn)象。
2.4 收縮變形破壞
發(fā)生部位是在巷道的弱面位置處;實際所噴射的混凝土無論是凝固還是粘結(jié)等過程,其本身會出現(xiàn)收縮現(xiàn)象。因加入進了速凝劑,使得混凝土的凝固時間發(fā)生了變化,原先是幾個小時,現(xiàn)在是幾十分鐘。并且,其的收縮變形強度一定程度上也會有進一步的增大。噴射結(jié)束后尤其是噴射后兩小時內(nèi),倘若未對噴體進行及時有效的養(yǎng)護,那么,噴體內(nèi)部就會有收縮拉伸應力情況的出現(xiàn)。此外,若噴體材料配比不具科學合理性、所摻的料不夠均勻,會導致噴體含砂夾層,進而變成弱面。
2.5 墻失腳、噴體拆損
發(fā)生部位是在兩幫,特別在下幫直墻中尤為突出;因施工過程中,采用浮矸未清理干凈兩墻體,再或者是回彈料對底角進行了覆蓋,致使直墻兩底難以做好相應的支護與封閉工作,造成圍巖受潮、風化,出現(xiàn)了松動、膨脹現(xiàn)象。從而把直墻擠進了巷道之中,折斷了噴體自墻中、墻拱結(jié)合部,出現(xiàn)大范圍的脫落。
2.6 其他
錨桿固力降低、出現(xiàn)拉斷和底鼓等情況;如果地壓較大,巖層碰到水就會出現(xiàn)膨脹,且圍巖無法有效封閉,巷道難以實現(xiàn)全斷面支護,將會有底鼓破壞現(xiàn)象的發(fā)生。此外,錨桿安裝不達標、錨固力與要求不相符等現(xiàn)象,都會造成錨桿失效。
3 措施
3.1 掌握與了解圍巖性質(zhì),科學布置巷道
在對巷道破壞形態(tài)進行一番分析后得出,它的最為關(guān)鍵的破壞形態(tài)如受壓、剪切及拉伸破壞均和圍巖角、性質(zhì)穩(wěn)定性原因而導致的支護體受力不均衡有著極為密切的關(guān)系。要想有效解決這一現(xiàn)象,在布置巷道時,應對具體位置處的圍巖的穩(wěn)定性、巖石的堅硬度、巖層的均質(zhì)性加以充分考慮。
3.2 支護方式與支護參數(shù)的選擇應科學合理
首先是支護方式的選擇;一條巷道的支護方式會和巷道位置處的圍巖性質(zhì)、巷道實際用途、使用年限、施工工藝、施工所使用的設(shè)備間有著緊密的關(guān)系。所以,在選擇支護方式過程中,必須對這些因素加以充分全面的考慮。同時,錨噴支護方式的選擇;巷道支護方式實際中和圍巖穩(wěn)定性、松動范圍、圍巖堅硬度間有著密切的關(guān)系,在選擇支護方式時,不僅要嚴格參照理論依據(jù),還應通過工程類比法,以圍巖性質(zhì)、實際用途、使用年限基本相同為前提,選擇具有較高支護效果的巷道支護方式。
其次是支護參數(shù)的選擇;主要以桿體安裝方向相同或者巖體位移方向垂直為基礎(chǔ)承受拉力與剪力,通過桿體具有的抗拉強度和抗剪強度對圍巖加以控制,避免其位移,確保圍巖受力保持在良好狀態(tài)下,防止支護破壞的發(fā)生。
3.3 施工工藝
(1)為了將噴體具有的柔性作用全面的發(fā)揮,支護實際噴射過程中應保證初噴與復噴厚度,并且對這兩者間的間隔時間予以適當控制。(2)增強光面爆破質(zhì)量,確保光面爆破效果,以使巷道成形好,防止巷道超挖情況的發(fā)生,這樣,噴體就不會有弱面的發(fā)生,噴體的支護強度和整體性才會不斷提升。(3)對于一些特殊地段,應以雙層錨、網(wǎng)、噴結(jié)構(gòu)為主適當?shù)淖龆沃ёo。(4)如實際中存在破碎帶、軟穩(wěn)定性差的圍巖,要以錨、網(wǎng)、噴支護為前提,使用U型鋼棚,砌柔性外襯石碹和離壁骨架實施復合支護。
4 結(jié)論
綜上所述可知,實際中,應對巖巷支護的各類破壞形態(tài)加以全面的分析,結(jié)合實際情況,找出具體原因,制定高效完善的應對措施,將問題抵制在萌芽之中。
參考文獻
[1] 黃潤秋,黃達.卸荷條件下巖石變形特征及本構(gòu)模型研究[J].地球科學進展,2008(5).
[2] 朱德康,左宇軍,陳春春.有分區(qū)破裂化傾向的深部巷道圍巖支護分析[J].有色金屬:礦山部分,2012(2).
[3] 張有為.軟巖巷道圍巖變形規(guī)律及支護技術(shù)研究[J].現(xiàn)代企業(yè)教育,2010(2).
[4] 吳永,何思明,李新坡.預應力錨桿作用機制的進一步分析[J].四川建筑科學研究,2010(1).
[5] 寧建民.華豐礦支護新技術(shù)安全高效[N].經(jīng)理日報,2007年.