楊旭東

(山西陽煤集團碾溝煤業(yè)公司，山西 陽泉 045000)

引言

錨網(wǎng)索噴及注資加固支護技術(shù)得到了成功的應(yīng)用，增大斷面后，行人通道更加寬敞，降低了進風(fēng)巷風(fēng)速，緩解了采面接替的緊張局面，創(chuàng)造了適宜的井下作業(yè)環(huán)境，保障了礦井生產(chǎn)的順利進行和職工的人身安全。

1 復(fù)合頂板條件下錨網(wǎng)索噴及注漿加固支護技術(shù)概述

煤礦巷道掘進支護技術(shù)原料的選用直接影響著煤礦開采全程的安全指數(shù)。隨著煤礦施工區(qū)域不斷深入的發(fā)掘，煤礦巷道支護工作的難度系數(shù)也隨之變大，規(guī)范相關(guān)煤礦巷道支護工作的安全性能達到標準要求。我國的煤炭開采工作已有多年之久，期間巷道支護形式也發(fā)生了多次的改革，例如，棚式支護、U型鋼支護、錨桿支護、錨索支護等多種支護。因為開采成本的不斷提升以及不同因素的影響，在對支護進行選擇時要考慮多種因素的影響，選用符合要求并成本低的支護形式。

2 錨網(wǎng)索支護的優(yōu)缺點

錨網(wǎng)索支護是煤礦巷道掘進中最常使用的支護方法，其具備以下四點好處：(1)勞動速率快。錨網(wǎng)索支護的施工速度符合當(dāng)前礦井的施工速度要求，可以在較短的時間內(nèi)完成施工工作，有效縮減施工時間。(2)支護效果強。錨網(wǎng)索支護的使用可以直接提升圍巖的穩(wěn)定性從而提高巷道圍巖的強度，起到明顯的支護作用，尤其是成層、含裂隙巖體都有相對較強的支護作用。(3)適用性強。錨網(wǎng)索支護可以根據(jù)不同的使用要求進行改變以達到適用的要求效果，例如，錨桿長度、間距、直徑都屬于可調(diào)式范圍，其中結(jié)合錨索、梯子梁以及噴砼屬于多數(shù)適用方式。(4)成本費用低。錨網(wǎng)索支護的使用符合煤礦巷道支護材料市場的商品價格。雖然錨網(wǎng)索支護具備以上四點好處，但其也具備一些使用劣勢，如下：(1)支護范圍有限。錨網(wǎng)索支護方式的使用性具有范圍局限性，無法到達三軟煤層支護的支護強度。(2)后續(xù)工作不可控。錨網(wǎng)索支護方式的使用使得巷道圍巖活動具有一定的隱匿性，如果圍巖失去穩(wěn)定性，不易被人發(fā)現(xiàn)，但是頂板的不平衡性會造成大規(guī)模的脫落。

3 復(fù)合頂板條件下錨網(wǎng)索噴及注漿加固支護應(yīng)用

3.1 加強施工現(xiàn)場管理，抓好錨桿錨網(wǎng)的安裝質(zhì)量

錨桿錨網(wǎng)索的使用要求在施工打眼前制定科學(xué)的方案，并嚴格按照打眼方案進行施工。方案制定的是要根據(jù)錨桿的科學(xué)數(shù)據(jù)要求制定，其中要求錨桿長度要大于錨桿打眼深度的50mm，誤差在10mm范圍內(nèi)，以便于后續(xù)拖板和壁畫的緊貼作用。同樣要求錨桿錨網(wǎng)索的安裝符合相關(guān)規(guī)定要求進行施工，預(yù)緊力符合科學(xué)數(shù)據(jù)，拖板和壁畫的距離微乎其微。對于一些多變地帶，根據(jù)當(dāng)?shù)氐牟煌闆r進行方案的調(diào)整使用。

3.2 錨網(wǎng)索聯(lián)合支護

錨網(wǎng)索聯(lián)合支護方式是巷道較為常用的支護方法，錨網(wǎng)索聯(lián)合支護的機巷外圍分為一、二部皮帶機頭交叉點，兩者都是大斷面，但前者的交叉點為四通交叉點，后者為三通交叉點，并且后者還具有33度的大傾角。使用錨網(wǎng)索聯(lián)合支護方式的巷道會因為斷面和巷道的錯亂無章而導(dǎo)致巷道壓力無法得到聚集。伴隨施工深度的不斷掘進造成巷道出現(xiàn)負面施工影響，例如，連接處處頂板下沉、底鼓嚴重、兩端位移明顯等現(xiàn)象。為避免上述現(xiàn)象的發(fā)生，在施工過程中通過對己16-17-22050機巷里面的兩側(cè)進行單體柱補打以及對頂板進行錨索梁補打以起到固化的效果。

3.3 邊路抬棚支護

從利用錨網(wǎng)索支護方式的單一效果而言可以明顯起到頂板的主動懸吊功能，但存在一定的局限性，不能對鋼棚的上行起到有力的支撐作用，所以，邊路抬棚支護方式可以作為鋼棚上行的支撐作用。就工字鋼棚的壓力來源而言主要分為兩種可能現(xiàn)象，一種可能性壓力來源是在頂板和底板的垂直作用下，導(dǎo)致棚梁的壓力過大。另一種可能性壓力來源是在煤壁兩邊和煤壁以及施工區(qū)的橫向作用下，導(dǎo)致棚腿的壓力過大。所以，要改善棚側(cè)幫壓力，需要對工字鋼棚梁兩側(cè)各距離1m的位置進行邊路抬棚的設(shè)立，其中要求π型梁垂直為抬棚進行設(shè)立的施工方向，并設(shè)立一個單體柱位于抬棚梁和工字鋼量的垂直處。依據(jù)常見的巷道巷高，選用伸縮距離在3.5m左右的單體柱為施工材料?！耙涣喝碧锓绞绞禽^為常用的抬棚方式，雖然此種抬棚方式較為常用，但其使用具有一定的局限性和負面影響，“一梁三柱”的抬棚方式會造成巷道側(cè)幫壓力提升，棚腳異形無法復(fù)原。而邊路抬棚方式可以有效改善上述負面影響，確保抬棚不會出現(xiàn)上述問題。

3.4 支護強度抗壓性分析

因為在巷道掘進過程中進行頂板錨網(wǎng)索支護方式可以明顯緩解頂板圍巖下降的現(xiàn)象，給后續(xù)的工作打下良好的基礎(chǔ)保障，還可以較為明顯的改善因頂板壓力過大而導(dǎo)致的多數(shù)工字鋼棚維修的問題，所以，對于頂板支護而言主動支護是較為理想的支護方式。要檢測出抬棚實際量值和支護方式對棚架支護作用之間的影響程度數(shù)據(jù)，就要在操作面的上下兩端用兩種不一樣的抬棚方式進行施工，各自保持一個月的工作狀態(tài)，為保證檢測數(shù)據(jù)的嚴謹性和實時性，在切眼外側(cè)上下兩段的30m左右設(shè)立一個監(jiān)測系統(tǒng)，保證兩端位置路基的一致性并對數(shù)據(jù)進行實時的記錄，同時以五天為一個間隔點對巷道頂端進行近距離數(shù)據(jù)收集。實際操作方法有以下四步驟：(1)上端的第一個月只對兩邊路抬棚進行設(shè)立，不對中路抬棚進行設(shè)立。(2)上端的第二個月只對中路抬棚進行設(shè)立，不管兩邊路抬棚。(3)下端的第一個月對兩邊路抬棚進行設(shè)立，設(shè)立要求為循環(huán)式，并和中路抬棚進行交替式替換。(4)下端的第二個月兩邊路抬棚和中路進行單方向循環(huán)抬棚。

3.5 材料預(yù)處理

提前對材料進行預(yù)處理工作，要求相關(guān)企業(yè)對方案進行及時的調(diào)改，確保材料凝固時間和材料凝固后的壓力得到顯著降低。材料在運至施工現(xiàn)場后的首要工作是利用熱風(fēng)對材料進行預(yù)處理工作，確保材料在使用前的8小時之內(nèi)都出去較高溫度的狀態(tài)，材料的預(yù)處理工作可以有效提高工作反應(yīng)活性。通過測試井下實測可知45秒是注漿材料從A、B料混合開始到最終結(jié)果的時間間隔，所以90秒的時間可以保證材料達到理想的抗壓能力。

3.6 打深孔二次補漿

打深孔二次補漿工作是與打淺孔注漿施工同時進行的，先進行打淺孔注漿，后在其后面約20到30m的位置進行打深孔二次補漿工作。由于深孔補漿處與淺孔的距離較近，為避免事故發(fā)生要求打孔的深度要高于頂板煤層和直接頂砂巖的關(guān)聯(lián)點，第一次淺孔深度與第二次深孔封孔的距離相比，位置要略低一點。頂板中存在一些影響鉆孔質(zhì)量的因素，為避免頂板細小、繁多的因素影響以及施工過程對頂板的這一影響，要求所有深孔注漿孔都分為兩次鉆孔工程，第一次使用Φ35mm的鉆頭進行開孔工作，要求開孔深度與鉆孔深度長度成正比關(guān)系，第二次使用Φ48mm的鉆頭進行擴展工作，要求鉆頭直徑兩側(cè)為塌孔進行施工考慮，并確保擴孔的深度與封孔的深度相接近。在第一次淺孔注漿的影響下進行第二次頂板深度注漿可以有效降低漏漿現(xiàn)象的發(fā)生，因此，在第二次深孔注漿工作中可以對注漿流量和注漿壓力進行適時的提升，但要求其數(shù)據(jù)在規(guī)定要求范圍內(nèi)，要求注漿壓強在2.0MPa左右，注漿量控制在1800到2000kg范圍內(nèi)。漿液在較高注漿流量和注漿壓力的作用下可以通過反應(yīng)在頂板組成一個面積較大、系統(tǒng)較完善的結(jié)構(gòu)，有利于實現(xiàn)頂板固護的作用。

結(jié)束語

通過試驗數(shù)據(jù)觀測分析巷道注漿加固后，有效地改善了巷道的承載力，使巷道的頂?shù)装搴蛢蓭推扑閲鷰r起到了較好的粘結(jié)和加固作用，有效地控制了頂板的穩(wěn)定性。