软围岩交岔点锚网喷支护的应用及研究

维普资讯 http://www.cqvip.com 第４期　２Ｏ０７年４月　・山西焦煤科技　Ｓｈａｎｘｉ　Ｃｏｋｉｎｇ　Ｃｏａｌ　Ｓｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｎｏ．４　Ａｐｒ．２ＯＯ７　试验研究・　软围岩交岔点锚网喷支护的应用及研究　胡树安①　（西山煤电股份公司西曲矿）　摘改革。　要　通过对锚网喷支护的力学分析，结合松散破碎围岩的破坏特征，设计并确定支护工艺　参数，进行锚网喷联合支护对松散破碎围岩交岔点的试验研究，以探索西曲矿在软围岩条件下的支护　关键词围岩’；交岔点；锚网喷；支护　松散破碎围岩中的巷道支护长期以来是一个难　以解决的问题，尤其是穿过煤系地层的交岔点，由于　其跨度大，支护更为困难。过去，西山煤电集团公司　西曲矿一直采用砌碹或架拱对交岔点进行支护。存　在掘进量大、施工不安全、工人劳动强度大、不适应松　散破碎围岩的破坏特征、支护效果差等问题。特别是　续承载。三是及时喷射的砂浆喷层对围岩起了有效　的封闭作用，使围岩强度长期保持在一个较高水平。　四是锚杆杆体在围岩内不受弯曲力矩的作用，也不会　受非均匀载荷而降低其有效支托能力。其他外部支　护方式在围岩应力的作用下，产生屈服变形和破坏是　弯曲力矩造成的，从而使支架失稳。而锚杆支护相对　在回采动压条件下，交岔点破坏后修复困难，对生产　影响很大。为此，西曲矿在南十４　煤运料集中巷开　拓施工中，对破碎围岩条件下的交岔点进行了支护改　而言是一种主动的变形形式，它所形成的作用力基本　上是在围岩产生较大变形前产生的，故能避免上述力　学破坏，能有效地控制围岩。五是喷层和围岩紧密结　合，锚杆深入围岩内部，由喷层一锚杆一金属网一围　岩组成了一种承载结构，它们共同承载，共同变形，内　外结合，刚柔相济。因此，锚网喷支护能有效地控制　围岩变形。　２　松散破碎围岩交岔点锚网喷支护说明　２．１　工程概况　革，采用锚网喷联合支护进行试验，收到较好的效果。　１　锚网喷支护方式的力学分析　理论和实践证明，如果围岩在未进入松动前就及　时支护，并保持支护层与围岩紧密接触，使支护体与　围岩形成区同承载体，围岩的发展必然受到限制。反　之，围岩变形就能自由发展，最终必将导致松动压力　，　的出现。若任其变形继续发展，支护结构便承受松动　压力。按照变形压力理论，支护结构的主要作用是限　制围岩位移的发展，改善围岩的应力状态，阻止围岩　松弛范围的增大　锚网喷支护方式特点：一是能与松散岩层的变形　试验地点位于西曲矿南十４　煤集中巷交岔点，　设计净宽为３．４～５．２　ｍ。从顶板经底板方向，岩性　依次为：４　煤、泥质黑页岩，４　煤顶板为２　煤煤柱，顶　板压力大，围岩具有变形快、易冒落的特性。巷道掘　进后，围岩处于松散结构，在岩体自重条件下，顶板的　岩石易冒落。按该矿的惯例，采用架拱支护。经反复　研究，决定采用锚网喷支护。巷道开凿一年以来，至　今完好，取得良好的支护效果。　２．２支护参数选择　１）锚杆参数计算。在松散破碎围岩条件下，锚　工程师古交０３０２００　特征相适应。二是铺设金属网后，能及时阻止小块活　石片落，避免围岩中的裂隙进一步发展。同时也能使　巷道周边松散岩块的不均匀松散压力成为相对均匀　的压力圈，并保持锚杆托板始终处于锁紧状态。当压　力圈转移和传递，形成新的平衡压力圈（围包力）继　①　作者简介：胡树安男　１９７６年出生２０００年毕业于太原理工大学维普资讯 http://www.cqvip.com ２００７年第４期　胡树安：软围岩交岔点锚网喷支护的应用及研究　杆参数一般按锚固力均匀压缩带原理计算检验。即　通过锚杆群的锚固作用，把围岩周边一定范围（厚　度）的岩石均匀压缩成能承受一定载荷的稳定岩体　初喷３０—５０　ａｍ厚的砼浆封闭围岩。ｂ）锚杆眼施　工。打眼前画眼定位，钻孔方向要尽量垂直于岩层层　面或巷道周边轮廓线，锚杆眼深１．８　ｍ，以防局部碎　石掉后能及时重新注入。ｃ）安装锚杆、挂网。先将　（承载环），使围岩的强度和承载能力得到充分发挥，　变荷载为承载体，使之保持围岩稳定、起到有效支护　的作用。在锚杆固力作用下，每根锚杆周围形成一个　筒状压缩区，各锚杆所形成的压缩区彼此联成一个厚　锚杆注入锚杆眼内，将网挂上，使托板紧贴岩面，逐根　进行，最后用铁丝将所有网搭接处固定。ｄ）按上述　要求全断面挂网安装锚杆后，每隔３—５　ｍ一次复　度均匀的压缩带，均匀的压缩带内岩体各点在锚固力　喷，多次复喷达到设计喷厚。　作用下，造成岩体的三轴应力状态，提高了一半的居　３　技术经济效果　载能力。因此，锚杆的锚固力对围岩的加固作用及支　该矿南十４　煤集中巷交岔点锚网喷支护施工一　护能力起到十分重要的作用。　年来，现场支护完整。试验表明，在松散破碎围岩条　根据经验公式选择锚杆长度：　件下采用锚网喷支护是成功的。能及时加固和维护　Ｌ＝ｎｆ　１．１＋ｔｒ／１０）＝１．５９一１．９５　ｍ　围岩，适应松散破碎围岩的特征，明显减少巷道掉皮、　式中：　开裂现象。　一毛宽，ｍ；　由于采用了锚网喷支护工艺，大大简化了施工工　Ｌ一长度，ｍ；　序，改善了安全作业环境，降低了工人的劳动强度，并　ｎ一稳定性系数，设计取１．１。考虑到现有锚杆规　为提高单进和施工速度创造了条件。　格取Ｌ＝１．８　ｍ螺纹钢锚杆。　４　结束语　２）确定。理论与实践证明，喷层主要承受压力　该矿使用锚网喷支护松散破碎围岩交岔点的成　剪作用。喷层内有较好的柔性，但又要求喷层有一定　功经验表明，在松散破碎的多构造区采用锚网喷支　的支护强度，结合以往施工经验，确定喷层为１００　护，是一次投资费用低、巷道维护费用省、综合经济效　ａｍｏ　益好的支护结构形式。锚网喷支护能及时有效地将　３）施工工艺要求。交岔点施工中，均使用长　围岩控制在自稳期内，积极保证围岩强度，并能充分　１．８　ｍ螺纹钢锚杆。爆破后初喷拱顶一打锚杆眼（先　利用和发挥围岩自身的承载能力。因此，软围岩采用　拱后顶）一挂网安装锚杆（先拱后帮）一喷浆。　锚网喷支护技术可行，经济合理，有利于矿井的可持　工艺要求：　续发展。　ａ）初喷。爆破完毕，检查顶部规格尺寸后，及时　收稿日期２００７一Ｏ２—２２　参考文献　［１］赵九江，曹杰振．锚喷支护技术在西山矿区的应用［Ｊ］．建材技术，２０００（４）．　［２］　汪启友，夏兴．锚网喷联合支护在软岩土断面交叉点中的应用［Ｊ］．建材技术，２００６（１２）．　Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｏｎ　Ｓｕｐｐｏ￣ｏｆ　Ｂｏｌｔ，Ｎｅｔ　ａｎｄ　Ｓｐｒａｙｉｎｇ　ｉｎ　Ｉｎｔｅｒｓｅｃｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｓｏｆｔ　Ｓｕｒｒｏｕｎｄ　Ｒｏｃｋ　Ｈｕ　Ｓｈｕａｎ　Ａｂｓｔｒａｃｔ　Ｔｈｒｏｕｇｈ　ａｎａｌｙｓｉｎｇ　ｔｈｅ　ｍｅｃｈａｎｉｃｓ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ　ｏｆ　ｓｕｐｐｏｒｔ　ｏｆ　ｂｏｌｔ，ｎｅｔ　ａｎｄ　ｓｐｒａｙｉｎｇ，ｃｏｍｂｉｎｅｓ　ｔｈｅ　ｄｅ－　ｓｔｒｏｙｅｄ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ　ｏｆ　ｌｏｏｓｅ　ａｎｄ　ｂｒｏｋｅｓ　ｓｕｒｒｏｕｎｄ　ｒｏｃｋ，ｄｅｓｉｇｎｓ　ａｎｄ　ｄｅｔｅｒｍｉｎｅｓ　ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ　ｐａｒａｍｅｔｅｒ　ｏｆ　ｓｕｐｐｏｒｔ，ｅｘ－　ｐｅｒｉｍｅｎｔｓ　ａｎｄ　ｒｅｓｅａｒｃｈｅｓ　ｔｈｅ　ｓｕｐｐｏｒｔ　ｏｆ　ｂｏｌｔ，ｎｅｔ　ａｎｄ　ｓｐｒａｙｉｎｇ　ｔｏ　ｉｎｔｅｒｓｅｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｌｏｏｓｅ　ａｎｄ　ｂｒｏｋｅｓ　ｓｕｒｒｏｕｎｄ　ｒｏｃｋ，ＳＯ　ａｓ　ｔｏ　ｅｘｐｌｏｒｅ　ｒｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｓｕｐｐｏｒｔ　ｉｎ　Ｘｉｑｕ　ｃｏａｌ　ｍｉｎｅ　ｕｎｄｅｒ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ　ｏｆ　ｓｏｆｔ　ｓｕｒｒｏｕｎｄ　ｒｏｃｋ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ　Ｓｕｒｒｏｕｎｄ　ｒｏｃｋ；Ｉｎｔｅｒｓｅｃｔｉｏｎ；Ｂｏｌｔ　ｎｅｔ　ａｎｄ　ｓｐｒａｙｉｎｇ；Ｓｕｐｐｏｒｔ