浅谈锚网喷支护在穿层巷道中的应用

浅谈锚网喷支护在穿层巷道中的应用

【摘要】由于矿井穿层巷道地质条件复杂，容易出现底鼓和围岩松软等现象，支护起来相对困难，采用先进的锚网喷支护就能有效的解决这些困难。本文首先介绍了巷道支护的方式和巷道支护方式的分类，重点论述锚网喷支护在穿层巷道中的应用。

【关键词】穿层巷道锚网喷支护应用

由于矿井地质条件相对复杂，地应力较大，在煤矿井下穿层巷道中容易出现围岩松软破碎、底鼓等现象，支护起来相对困难的情况。而在穿层巷道中采用锚网喷支护技术就能有效的解决上述问题，而且锚网喷支护还具有技术先进、经济可行、安全可靠、施工方便等优点，可以确保矿井的安全生产。

1 巷道支护的方式

巷道支护按照使用的支护材料分，有木棚、金属支架、混凝土或料石砌碹及锚喷等支护方式。巷道用木材支护是采矿工业中采用最早，使用最广泛的一种支护方式。巷道用木材支护是采矿业中采用最早，使用范围最广泛的一种支护方式。由于它容易腐朽、强度较低、容易着火等缺点。逐渐地被其他的支护方式所取代。现在矿井中广泛使用的装配式钢筋混凝土支架、金属支架、锚杆支护及锚喷支护。在服务年限长，矿压较大的巷道中多采用混凝土或料石砌碹和锚喷的支护方式。今后，锚杆支护和锚喷支护有逐渐取代其他支护的趋势，成为矿井巷道的主要支护方式。

2 巷道支护方式分类

2.1 喷混凝土支护

喷射混凝土支护就是将水泥、砂、石子和速凝剂按照一定的比例混合搅拌后，送入混凝土喷射机中，用压缩空气将干拌和料送到喷头处，在喷头的水环处加水后，高速喷射到巷道围岩表面，从而起到支护作用的一种支护形式和施工方法。这是一种不用模板、没有浇注和捣固工序的快速、高效的混凝土施工工艺，具有及时、密贴、早强、封闭的特点。

2.2 锚杆支护

用锚杆支护巷道就是在巷道掘进后，先向围岩打眼，在孔内锚入锚杆，把巷道围岩予以人工加固，充分利用围岩本身的强度，从而达到维护巷道的目的。旧的、传统的支护形式—架设支架或砌碹是在井巷掘进后，作为一种独立的地下结构物支设在井巷里，消极地、被动地等待地层来呀和抵抗围岩向井巷内发生过大的变形，由于旧支架与围岩之间存在一定的空隙，需要等围岩产生较大的变形、松散后才能充分受力。这样，便扩大了井巷周围由于岩石的变形、位移、裂隙发

展而形成的松碎范围，因为增加了作用在支架上的压力，恶化了支架的工作条件，甚至将所架的支架压垮。锚杆不用于一般的支架，它不只是消极地承受巷道围岩所产生的地压和阻止破碎岩石的冒落，而是通过锚入围岩内的锚杆来改变围岩本身的力学状态，在巷道周围形成一个整体而稳定的岩石带，锚杆与围岩共同作用而达到支护巷道的目的。锚杆支护是一种积极防御的支护方法。

2.3 锚网喷联合支护

对于特别松软、破碎的断层带，或围岩稳定性差，或受爆破震动较大的巷道，宜选用锚、喷、网联合支护。设置金属网的主要作用是防止混凝土喷层收缩而产生裂隙，抵抗震动，使混凝土应力均匀分布，避免局部应力集中，提高喷射混凝土支护的能力。喷射混凝土能有效地预防锚杆间的石块掉落，但其本身是脆性的，当岩石变形大时容易开裂剥落。解决办法之一就是在喷射混凝土中加钢纤维，增加混凝土的抗弯强度和韧性。另外，若在喷射混凝土之前敷设金属网，喷后则成为钢筋混凝土层，提高了喷层的整体性，改善了喷层的抗拉性能，这也就形成了锚喷网联合支护，能有效的支护松散破碎的软弱岩层。金属网用托盘固定或绑扎在锚杆端头，为了便于施工和避免喷射混凝土时在金属网背后出现空洞，金属网格不应小于200×200mm，金属网用钢筋直径一般为6-12mm，喷射厚度一般不应小于100mm，以便将金属网全部覆盖住，并使金属网至少有20mm厚的保护层。

3 锚网喷联合支护技术在穿层巷道的应用

3.1 锚网喷支护的机理

锚、网、喷三者相互独立又共为一体。对于围岩随时变化的穿层巷道来说，锚杆是悬吊作用、组合拱作用和围岩强度强化作用集一身。巷道不论采用何种支护形式，都要允许压力释放和留有压力释放的时间和空间。锚后的初喷为压力释放创造了条件，待其压力释放高峰过后，巷道变形趋向缓慢时，再进行复喷，既可以补救初喷的破坏作用，还可以增厚喷层以阻止或减缓围岩缓慢持续的变形。

3.2 确定锚杆参数

从经验公式计算锚杆长度为1.6m。根据原煤炭部”缓倾斜、倾斜回采巷道围岩稳定性分类方案”，巷道围岩划分为既有稳定又有不稳定的Ⅱ一Ⅵ类围岩，故围岩影响系数取1.1；按巷道最大垮度4m。根据理论计算，结合工程类比，最后确定支护参数：锚杆长度取2m，锚杆直径20mm 左旋螺纹钢，锚杆间距0.8m，托板取厚度为5mm 的预应力铁托盘。确定网的规格：采用钢筋网，长、宽2m×1m。锚固剂的确定：锚固剂采用煤孔药卷为2个，岩石孔药卷为1个，药卷选用直径25mm，长450mm 的树脂药卷。一般情况下锚固类型为端锚，锚段长450mm。混凝土设计喷厚150mm。

3.3 锚网喷联合支护技术在穿层巷道的应用

（1）在穿层巷道中，采用锚网喷联合支护不仅证实了挤压加固，组合平衡

拱理论的正确性。而且也使煤矿企业的工程技术人员提高认识，改变理念，大胆采用、试验支护新技术并将它应用到各种复杂的井巷施工中去。

（2）在穿层巷道中，采用锚网喷联合支护的技术有效的避免了因煤岩冒落而无法进行临时支护，消除了片帮、冒顶等安全隐患，有利于安全生产。

（3）在穿层巷道中，采用锚网喷支护材料，材料轻便特别适合搬运，施工起来十分方便。同时对于支护的工序来说也比较简单，特别利于提高巷道的单进速度。

（4）在穿层巷道中，采用锚网喷支护技术，能都一次性达到巷道设计断面，并且锚喷网支护的强度很大，服务的年限也较长，这样对于巷道维护来说维护量较少。

参考文献：

[1]张士林.注浆锚杆作用机理及技术参数研究[D].辽宁工程技术大学硕士论文，1999.

[2]郑颖人等.地下工程锚喷支护设计指南[M].中国铁道出版社，1988.

[3]李化敏.深部巷道围岩控制系统分析[J].矿山压力与顶板管理，1996（2）：54～57.

[4]侯朝炯，郭励生，勾攀峰.煤巷锚杆支护[M].徐州：中国矿业大学出版社，1992.

[5]范忠明，张金山，马猛.深部矿井软岩巷道支护研究[J].山西焦煤科技，2012（7）.