联合支护巷修技术在大断面巷道牛鼻子交岔点的应用

联合支护巷修技术在大断面巷道牛鼻子交岔点的应用
由于受到部分地区煤矿采面采动的影响，在进行矿井巷道牛鼻子交岔点施工时，有时候会出现碹体顶严重破裂和矿井掉渣的现象，对于这种情况传统上的做法只是通过架设U型钢来进行矿井支护，但是这样做的实际效果并不很好，而且还会耗费很多的人力、物力和财力，造成资源浪费。

为了提高支护的质量和稳定性，减少成本，笔者建议在矿井施工时一方面通过架设U型钢支架和金属网进行防护，另一方面通过喷浆和注浆保持围岩的整体性，同时对断面巷道牛鼻子进行加固，以减轻巷道的受破坏程度，确保矿井的施工工艺和支护效果。

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1 加固支护的设计思路
在矿井围岩变形稳定下来之后，矿井围岩还会保持一定的增长速度并长期处于流变的状态。

巷道的压力来自于矿井的四周，巷道开挖之后巷道的顶板和底板很容易因为发生变形和引起破坏，巷道两帮因为承受巨大压力也会出现不同程度的变形和破坏，而强烈的底臌会使得巷道顶板及两帮的变形更加加剧。

矿井围岩变形很容易受到应力变化的影响，由于受到强烈震动和邻近巷道不断掘进的压迫，导致围岩变形和受破坏程度都明显增加。

牛鼻子位于巷道交岔的关键部位，如果下部直接喷浆有可能会造成牛鼻子的强度明显降低，而且还会缩短服务和使用的年限，对于后期的矿井生产非常不利。

鉴于巷道横断面比较大，围岩抗压的能力较弱，故而建议采用U36型钢进行矿井的支护，然后用金属网来裱褙，架设好U型钢棚后再打锚杆加固，最后一道程序是喷浆和注浆。

2 喷浆和注浆的加固
首先，要加强巷道弱面的强度。

架好支护以后，接下来就要通过喷浆和注浆来增加巷道围岩弱面的强度。

弱面是控制强度和减少变形的，如果矿井围岩的弱面比较多，而且由于围岩弱面强度差，围岩弹性较低，矿井巷道变形严重，维护起来十分困难。

通过采取喷浆和注浆的方法能够增强矿井围岩的巷道强度，极大地提高矿井围岩的负载能力，有效改善矿井巷道的维护。

其次，要通过注浆来填压围岩裂隙。

当矿井围岩中产生了大量的裂隙后，在围岩裂隙附近的岩体一般呈现二向应力的状态，显然围岩岩体在三向应力状态时的力度和强度要比二向应力作用状态时要大得多，并且随着塑性不断增强和脆性的逐渐减弱，岩浆浆液在泵压的高压作用下，把围岩裂隙固结或者填平，彻底转变围岩巷道的破坏机制。

最后，通过注浆来对矿井岩层的水源进行封闭。

因为矿井岩层中有较高的含水量，而过多的水会软化和溶蚀巷道的围岩岩层，使得巷道围岩强度降低，不利于矿井的开采。

采用注浆封闭岩层的水源，能够有效减轻和防止水对于围岩的溶蚀和弱化，避免因为受到水的冲刷而使围岩的强度和硬度大幅降低。

而且通过对矿井围岩的注浆还能够防止矿井围岩的强度被软化。

矿井岩层常常会因为离层、滑动、出现裂隙等原因而发生岩层变形，这时我
们通过往岩层裂隙注浆的方式加固岩层，避免围岩岩层因为长期处于受压状态而产生弯曲变形或者过度拉伸而被切坏。

通过注浆能够把结构松散的围岩牢牢地黏结成一个整体，使得支护结构的承载与支护能力大大加强，不仅保证了围岩的稳定性和牢固性，减小了围岩的松动范围和幅度；而且还大大降低了维护成本和保养费用，在一定程度上延长了牛鼻子服务的年限和使用寿命。

3 牛鼻子交岔点的加固工艺
因为牛鼻子交岔点的形状是楔形体，它在矿井巷道中的位置应力较为集中，而且服务年限较长，对于矿井巷道附近的围岩支护要求很高。

在进行矿井施工之前，要先进行敲帮问顶的准备。

待到准备工作完成，当我们对矿井巷道的施工进行到牛鼻子部位的时候，可以按照从上到下的顺序，再从牛鼻子上部到牛鼻子前脸的这部分位置，用金属网进行支护和保护，然后在牛鼻子的两腮位置分别打进两根锚杆以进行横向的联网加固，然后对牛鼻子交岔点里浇筑混凝土来加固。

用螺栓和钢筋梁对穿眼，加固两根锚杆，然后复喷，以使负载均匀地分配在喷层和支护体，防止了应力集中点的出现。

如果我们能采取有效措施维护好断面巷道牛鼻子交岔点的牢固性，一方面能够起到一定的减跨作用，另一方面还可以减轻集中的地压压力。

4 增强支架支护的效果
为了增强支架支护的效果和力度，我们首先要采用加强巷道支护刚性和强度的U型钢支架，利用U型钢支架自身所具有的承载能力来抗衡矿井巷道周边的围岩压力。

采用金属网横向加固是为了加强混凝土的抗拉强度，对抗弹性变形的能力。

对牛鼻子交岔点里喷注混凝土的主要功能和作用是为了对矿井围岩进行封闭，把矿井围岩和金属网、U型钢支架三者牢牢地粘固在一起。

完成对断面巷道牛鼻子交岔点的加固以后，就能够防止由于岩层裂隙深度不断增加而导致交岔点围岩变形或者沿着断面巷道的走向和延伸趋势朝着受压的方向凸出去。

为了有效改变岩层弱面的力学性能和岩层受力，切实提高岩层裂隙的粘聚力，使内摩擦角变大，我们可以把岩浆浆液通过压力作用压充到围岩岩体的裂隙当中。

5 结语
事实证明，用联合支护巷修技术进行大断面牛鼻子交岔点的施工效果是非常理想的。

到目前为止，采用这种技术的巷道变形量都很小，而且也很少出现混凝土脱落和大面积裂隙的现象。

采用联合支护巷修技术进行巷道施工从根本上改善了岩层周边的受力情况，保证了井下巷道施工的安全性和稳定性。

参考文献：
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