王輝

[摘 要]本文從掘進(jìn)巷道過(guò)斷層、通過(guò)膨脹巖支護(hù)、過(guò)大斷面交岔點(diǎn)支護(hù)等幾方面，分析錨桿錨索聯(lián)合支護(hù)技術(shù)在復(fù)雜條件下巷道掘進(jìn)的具體應(yīng)用。

[關(guān)鍵詞]巷道掘進(jìn) 復(fù)雜條件 錨桿錨索 聯(lián)合支護(hù)技術(shù)

中圖分類(lèi)號(hào)：TD353 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2016）13-0170-01

1 引言

煤礦的掘進(jìn)巷道施工過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)遇到一些特殊條件（巷道過(guò)斷層、大斷面交岔點(diǎn)、膨脹巖巷道等），而此時(shí)的巷道圍巖的變形和破壞比較強(qiáng)烈，支護(hù)難度較大。若支護(hù)設(shè)計(jì)不當(dāng)，就會(huì)發(fā)生冒頂事故。通常采用棚式（加密棚子、補(bǔ)打點(diǎn)柱或架設(shè)抬棚）支護(hù)時(shí)，其勞動(dòng)強(qiáng)度大，材料消耗大，支護(hù)的效果也比較差，不能有效控制圍巖的變形與破壞，保證不了巷道的安全。采用錨桿-錨索聯(lián)合支護(hù)，則是一種主動(dòng)支護(hù)，支護(hù)強(qiáng)度大，成本也低，支護(hù)效果又好，還比較快速、有效地解決這些特殊地段的巷道支護(hù)難題。

2 掘進(jìn)過(guò)斷層

我礦一采區(qū)的總回風(fēng)巷就是布置在煤層中，沿頂板進(jìn)行掘進(jìn)。巷道掘進(jìn)一段后，遇到一條正斷層，落差2m多。掘進(jìn)巷道斷層附近的頂板比較破碎，伴生裂隙比較發(fā)育。為控制斷層破碎帶頂板巖層的變形和破壞，我們?cè)谠^桿支護(hù)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，增加了樹(shù)脂注漿預(yù)應(yīng)力錨索加固頂板，以保障巷道的安全。

1）采用錨桿加強(qiáng)支護(hù)。采用樹(shù)脂加長(zhǎng)錨固錨桿組合支護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行，加大錨桿截面與長(zhǎng)度，采用左旋無(wú)縱筋螺紋鋼筋，用兩支規(guī)格分別為K2335和Z2360的樹(shù)脂錨固劑錨固，幫錨桿長(zhǎng)為2m，用兩支規(guī)格均為Z2340的樹(shù)脂錨固劑錨固。頂、幫上加密錨桿排距，均采用高強(qiáng)托板，頂幫均配有金屬網(wǎng)和鋼筋托梁聯(lián)合支護(hù)。

2）采用錨索加固支護(hù)。在巷內(nèi)的斷層兩端各10m進(jìn)行加固。錨索形式：將索體直徑、長(zhǎng)度加大；錨固方式：樹(shù)脂錨固和注漿錨固，采用兩支型號(hào)為K2335和Z2360的樹(shù)脂錨固劑錨固，錨固長(zhǎng)度為1m，其余部分用專(zhuān)用水泥漿錨固；組合構(gòu)件：采用3m多的12#槽鋼作為錨索托梁，兩根一組；錨索布置：根據(jù)斷層走向和巷道掘進(jìn)方向，在斷層兩端加大打一排錨索，將前后兩根錨索用錨索托梁（槽鋼）相連，靠近兩幫的錨索與垂線(xiàn)成20？夾角，中間錨索垂直巷道頂板打設(shè)。

3）聯(lián)合加固效果。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)觀察，巷道斷層區(qū)域圍巖很長(zhǎng)時(shí)間都沒(méi)有發(fā)生明顯的變形破壞，圍巖位移并基本穩(wěn)定，加固效果較好。

3 巷道通過(guò)膨脹巖支護(hù)

回風(fēng)巷掘進(jìn)施工時(shí)，個(gè)別地段圍巖變形較為嚴(yán)重，頂板下沉量達(dá)，兩幫移近量也大。由于巷道開(kāi)始進(jìn)入向斜構(gòu)造帶，圍巖比較松軟破碎，巷道壓力較大，其巷道頂板內(nèi)含有膨脹巖，且有充分的水源。頂板泥巖遇水膨脹軟化，致使頂板淺部巖層呈松散狀態(tài)，體積增大，錨桿受力增加，嚴(yán)重的個(gè)別錨桿被拉斷，錨桿間金屬網(wǎng)出現(xiàn)墜包現(xiàn)象。對(duì)此類(lèi)膨脹巖巷道，一次支護(hù)很難完全控制巖石的膨脹變形，多采用兩次支護(hù)，并要求及時(shí)封閉圍巖。對(duì)這樣的巷道，一次采用錨桿支護(hù)，二次采用樹(shù)脂注漿聯(lián)合錨固預(yù)應(yīng)力錨索加固頂板。

1）錨桿支護(hù)措施。采用樹(shù)脂加長(zhǎng)錨固錨桿組合支護(hù)系統(tǒng)，錨桿桿體采用左旋無(wú)縱筋螺紋鋼筋，分別采用K2335和Z2340的樹(shù)脂錨固劑錨固，頂上每排5根，幫上每排每幫4根，均采用高強(qiáng)托板，頂幫均配金屬網(wǎng)和鋼筋托梁聯(lián)合支護(hù)。

2）錨索加固措施。變形嚴(yán)重段巷道全面加固；配合錨索形式加固；采用樹(shù)脂錨固和注漿錨固；在組合構(gòu)件上，采用長(zhǎng)些的12#槽鋼作為錨索托梁，兩根一組；在錨索布置上，每排2根錨索，錨索間距2.5m，左側(cè)一根錨索垂直頂板打設(shè)，右側(cè)一根錨索與垂線(xiàn)呈30？角，錨索排距1.6m。即每2排錨桿打一排錨索，前后兩根錨索用錨索托梁；錨索預(yù)緊力：要求達(dá)到錨索極限拉力的4O%，即100kN左右。

3）聯(lián)合加固效果。通過(guò)采用錨桿、錨索額支護(hù)加固，巷道圍巖的強(qiáng)烈變形即可得到控制，使變形趨于穩(wěn)定，切實(shí)保障了巷道的安全。

4 過(guò)大斷面交岔點(diǎn)支護(hù)

總回風(fēng)巷掘進(jìn)到大斷面后，又是一平面串尖形交岔點(diǎn)。為保證交岔點(diǎn)處的支護(hù)可靠，同樣也在此處采用錨桿一錨索聯(lián)合支護(hù)。

1）錨桿支護(hù)方案。在此大斷面交岔點(diǎn)處，采用的支護(hù)方案仍是錨桿錨固方式，將頂錨桿數(shù)量適當(dāng)進(jìn)行調(diào)整。

2）錨索加固方案。因交岔點(diǎn)處兩巷相互削弱，這使得巷道破壞的范圍和底跨量均增大，因此需要計(jì)算所需錨索的長(zhǎng)度與數(shù)量，以保證達(dá)到可靠支護(hù)。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)直接頂?shù)暮穸群徒徊睃c(diǎn)處的空頂面積，即可計(jì)算出直接頂?shù)闹亓?，再根?jù)單根錨索的破斷載荷（270kN），即可計(jì)算出所需錨索數(shù)量。將安全系數(shù)取為2，確定出錨索數(shù)量（根數(shù)）。同時(shí)，為防止巷道支撐壓力向薄弱的位置轉(zhuǎn)移，可在聯(lián)絡(luò)巷中增加幾根短錨索，以確保安全。

3）聯(lián)合支護(hù)效果。采用錨桿-錨索聯(lián)合支護(hù)，對(duì)巷道交岔點(diǎn)頂重量，以及對(duì)錨桿、錨索的強(qiáng)度進(jìn)行詳細(xì)計(jì)算，即能保證支護(hù)的可靠性，從而使該處巷道頂板的變形得到有效控制。

5 結(jié)束語(yǔ)

1）發(fā)揮錨桿支護(hù)的主動(dòng)性。將錨桿作為主動(dòng)支護(hù)，運(yùn)用其支護(hù)強(qiáng)度高的特點(diǎn)及時(shí)進(jìn)行支護(hù)，特別是在特殊條件下與預(yù)應(yīng)力注漿錨索配合支護(hù)，能夠發(fā)揮較好的互補(bǔ)效果。這也是一種經(jīng)濟(jì)、有效的支護(hù)手段。

（2）過(guò)斷層利用懸吊進(jìn)行可靠支護(hù)。過(guò)斷層時(shí)利用錨桿支護(hù)可以有效加固斷層面以下的煤巖，而注漿錨索則可將斷層面以下的煤巖牢牢地懸吊在斷層上方的巖層上，使之形成穩(wěn)定的整體，以確保頂板支護(hù)的安全性。

（3）錨桿錨索發(fā)揮在軟巖支護(hù)中的互補(bǔ)性。在軟巖巷道的支護(hù)時(shí)，采用錨桿錨索分兩次進(jìn)行支護(hù)，這樣能夠有效地控制巷道圍巖的變形，確保巷道的穩(wěn)定。

（4）利用錨桿錨索聯(lián)合支護(hù)大跨度交岔點(diǎn)。在施工大跨度交岔點(diǎn)時(shí)，若采用傳統(tǒng)的棚式支護(hù)，其支護(hù)效果就無(wú)保障了。而采用錨桿錨索聯(lián)合支護(hù)，不管是支護(hù)效果、施工速度、施工難度，甚至支護(hù)成本等，都有較大的技術(shù)經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)。

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