软岩巷道锚索加固补强技术研究
锚注技术在软岩巷道加固中的应用
锚注技术在软岩巷道加固中的应用摘要：某矿西主运输大巷围岩主要为泥岩，岩性较软，巷道在使用过程中变形严重，文章针对巷道变形原因，对巷道采取了锚注的支护体系，详细介绍了西主运输大巷锚注加固设计方案，对锚注加固参数进行了详细的论述，较好的控制了巷道围岩变形，取得良好支护效果。
关键词：软岩；锚注加固；巷道；支护1 工程概况某矿+669 m水平西主运输大巷布置于15#煤顶板岩层中，巷道围岩主要为泥岩，局部为石灰岩，巷道断面为半圆拱形断面，采用锚网喷的支护形式，自巷道投入使用后，巷道围岩变形大，维护困难，尤其是大巷2 500～3 000 m段，经过多次返修仍无法控制巷道变形，严重影响大巷正常使用。
所以，采取合理的支护形式，提高围岩整体的强度，保持支护体系的稳定性，对保证大巷正常使用具有重要意义。
2 巷道变形原因分析通过对矿井地质资料及井下实际情况调查分析认为，西主运输大巷变形严重的主要原因有以下几点：①大巷穿过岩层多为泥岩，泥岩的岩性较软且易脆，尤其遇到淋水时，围岩极易膨胀，变形增大，围岩强度与稳定性降低，自承能力变差。
②顶板砂岩存在较多裂隙，淋水现象严重，极易导致大巷周围泥岩的变形。
③巷道原采用锚网喷的支护形式，在锚网喷支护体系中，所喷浆液不能喷入围岩裂隙，与围岩裂隙充分接触，所以不能显著提高破碎围岩整体的强度与稳定性。
因此，基于上述原因，并结合矿井实际条件，决定对变形严重的巷道采取锚注的复合支护体系来控制巷道围岩变形。
3 锚注支护体系设计及应用效果3.1 锚注方案①按照巷道设计断面进行整巷，要求巷道底板比大巷水平低400 mm，并采用29U型钢拱形支架进行支护，支架间距600 mm；并对巷道顶帮进行喷砼，喷砼厚不小于100 mm。
②对巷道顶、帮进行浅孔水泥-水玻璃注浆，充填巷道壁后空间，对巷道围岩浅部破碎围岩进行注浆加固。
③施工巷道顶、帮锚索，并利用锚索孔对巷道顶、帮深部进行化学注浆，加固围岩深部岩层，实现顶帮锚索全长锚固，最大限度发挥锚索支护效能。
深井软岩破坏巷道锚注修复加固技术
固方案 ，并设计 了合理 的 支护参数 ； Ｌ－ ￣ Ｙ － － 艺 。现场应 用观 测结 果表 明 ：该修 复方 案能较 好 的控制 围
岩 变形 ，保 证巷 道 长期 稳 定 ，具 有在 类似破 坏巷道 修 复工程 中推 广应 用的价值 。
关键词 ：深 井 ；软 岩 ；巷道 围岩 ；修 复加 固 ３
文献标 识码 ：Ａ
文章 编号 ：１ ６ ７ １ — ０ ９ ５ ９ （ ２ ０ １ ５ ） ０ ８ － ０ ０ ５ ０ － ０ ４
Ｂｏ ｌ ｔ— —Ｇｒ ｏ ｕｔ ｉ ｎｇ Ｒｅ ｐａ ｉ ｒ ｉ ｎｇ Ｒｅ ｉ ｎ ｆ ｏ ｒ ｃ ｅ ｍｅ ｎ ｔ Ｔｅ ｃ ｈｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ｆ ｏ ｒ Ｓ ｏ ｆ ｔ
Ｒｏ ｃ ｋ Ｂｒ ｏ ｋ ｅ ｎ Ｒｏ ａ ｄｗａ ｙ ｉ ｎ Ｄｅ ｅ ｐ Ｓ ｈａ ｆ ｔ
Ｆ Ａ Ｎ Ｙ ｕ— ｑ ｉ ｎ ｇ ，Ｚ Ｈ Ａ Ｎ Ｇ Ｊ ｉ — ｈ ｕ ａ ，ＷＡ Ｎ Ｇ Ｈ ｕ ａ— ｊ ｕ ｎ ，Ｊ Ｉ Ａ Ｎ Ｇ Ｂ ａ ｎ ｇ— ｙ ｏ ｕ ，ＷＡ Ｎ Ｇ Ｃ ｈ ａ ｎ ｇ— ｑ ｌ
ｏ ｆ ｓ ｕ ｒ ｒ ｏ ｕ ｎ ｄ ｉ ｎ ｇ ｒ ｏ ｃ ｋ ｗａ ｓ ｒ ｅ ｖ ｅ ａ ｌ ｅ ｄ ｂ ｙ ｉ ｆ ｅ ｌ ｄ ｉ ｎ ｖ ｅ ｓ ｔ ｉ ｇ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ ｄ ｒ ｉ ｌ ｌ ｉ ｎ ｇ Ｔ Ｖ ｄ ｅ ｔ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ．Ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｐ ｉ ｒ ｎ ｃ ｉ ｐ ｌ ｅ ｆ ｏ ｂ ｏ ｌ ｔ ｉ ｎ ｇ ａ ｎ ｄ ｇ ｒ ｏ ｕ ｔ ｉ ｎ ｇ ｓ ｕ ｐ ｐ ｏ ｒ ｔ ，ｔ ｈ ｅ ｂ ｏ ｌ ｔ —ｇ ｒｏ ｕ ｔ ｉ ｎ ｇ ｒ ｅ ｐ ａ ｉ ｉ ｒ ｎ ｇ ｒ ｅ ｉ ｎ ｆ ｏ ｒ ｃ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｓ ｃ ｈ ｅ ｍｅ ｗ ａ ｓ ｐ ｒ ｏ ｐ ｏ ｓ ｅ ｄ ，ｉ ｎ ｃ ｌ ｕ ｄ ｉ ｎ ｇ ｆ ｕ ｌ ｌ ｓ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｈ ｉ ｇ ｈ ｓ ｔ ｒ ｅ ｎ ｇ ｔ ｈ ｐ ｒ ｅ
深部矿井软岩煤层巷道锚注加固技术探讨
深部矿井软岩煤层巷道锚注加固技术探讨发表时间：2020-12-23T15:49:41.833Z 来源：《工程管理前沿》2020年28期作者：陈新洋[导读] 随着煤矿采深加大，煤层巷道围岩岩性趋于恶化。
陈新洋淮河能源集团煤业公司朱集东煤矿，安徽淮南 232001摘要：随着煤矿采深加大，煤层巷道围岩岩性趋于恶化。
掘巷后因能量释放，使巷道掘进后造成围岩应力重新分布，巷道围岩产生变形，巷道维护更加困难。
为了改善受动压影响深部煤层巷道围岩破碎、锚杆支护锚固力偏低的状况和提高围岩的强度，对巷道围岩进行锚注加固显得尤为重要。
关键词：深部；软岩巷道；锚注加固；技术随着矿井机械化程度、矿井防治水技术和生产规模的不断提高，矿井开采深度在逐渐增加，大部分生产矿井的开采深度已达500～1000m ，而且平均采深大约以8～12m/年的增长速度递增。
矿井深部开采存在“三高与时间效应”，即深部岩体处于地应力高、温度高、渗透压高以及较强的时间效应。
深部开采造成巷道变形明显、支护困难，冲击地压、煤与瓦斯突出，以及围岩透水等灾害较严重。
因此开展深部高应力软岩巷道支护技术的研究，对提高掘进速度和安全可靠性，降低支护成本，对矿井的深部开采和岩层控制具有非常重要的意义。
1概况松碎、软弱、膨胀及风化等岩层统称为软岩，这种岩层很不稳定，矿压显现明显。
在软岩中开挖巷道往往存在大变形的问题，如顶板下沉、底臌、两帮的流变等，有的达到几十厘米、甚至达到几米。
软岩巷道支护问题，是世界各国采矿界面临的一个普遍性技术难题。
西欧一些国家，如英法等国家以“新奥法”的理论为基础，采用不同断面的矿用型钢设计刚性或可缩性金属支架，来解决困难条件下的巷道支护问题。
俄罗斯等一些产煤国家仍在采用各种不同类型的金属支架来处理巷道的支护问题。
这些支护方式存在诸多局限性，一是不能从根本上解决困难条件下的巷道支护问题；二是施工复杂、巷道支护破坏后再修复就更为困难；三是巷道支护成本高。
恒源公司软岩巷道锚注加固技术研究
岩 石名 粉 沙 岩
…
柱 状
层厚（ ｍ】 １ ７ ６．
了巷道支 护效果 。
泥岩 ： ；
‘— — … ～ 一 一 ＿ ＝ ｛ 一一一 ＝： ｌ ｌ ｌ ５１ ．
一
１ 锚 注 加 固修 复巷 道 概 况
恒源 公司二水平 等候 室、 大泵房 、 管子道 、 水仓 以及 外 南北大巷 等巷道 位 于 ６煤 层顶 板 中 ， 围岩 主要 为 泥岩 、 其 砂质 泥岩 、 砂泥 岩互 层 ， 为松 软破碎 ， 极 整体 性差 ， 遇水 崩 解 。施工 中呈 现前掘后 修的情 况 ， 严重 影响 掘进 的正 常进 行 。为既经济又能确保矿井 的运输和 生产 的正常 进行 ， 对
巷道采取 注浆加 固的修 护方法 。巷道 岩层情 况见图 １
．
７
泥岩
粉砂质
泥 岩
一 ＿ ¨ ＿ ！
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３４
．
８ ７ ．４
Ｌ
２． ６ ６
２ 软岩巷 道原 因分析及锚 注加 固机理
２ １ 软岩巷道 破坏原因分析 ． （） １ 重力应力 场压力 大 。二水 平标 高为 一６０ 埋深 ０ ｍ， 近 ６０ 重力 应力高达 １ ． ＭＰ ， ３ ｍ， ４ ５ ａ 作用 在支 护结 构上 的载 荷大 ， 支护结构 发生变形 ， 逐渐造成巷道 支护结 构的破坏 。 （ ） 造应力显著 。区内地质构造 复杂 ， ２构 断层 较多 ， 陷
泥 岩 ２． ０ １
围 １ 巷道岩层 柱状 圈
（） ３ 围岩呈显 著的软岩特征 。巷道围岩 以泥岩和粉砂
岩 为主， 氏硬 度 系数 ｆ 普 ＝２— ， 中泥 岩类 岩 石 层理 发 ３其 育， 强度较 低 ， 风化速度快 ， 水 易泥化 ， 自稳性差 ， 且 遇 且 自
软岩巷道硐室锚注联合加固技术(2021新版)
( 安全技术 )单位：_________________________姓名：_________________________日期：_________________________精品文档 / Word文档 / 文字可改软岩巷道硐室锚注联合加固技术(2021新版)Technical safety means that the pursuit of technology should also include ensuring that peoplemake mistakes软岩巷道硐室锚注联合加固技术(2021新版)1锚注联合加固机理软岩巷道的维护一直是煤矿生产建设中的难题,在软岩内布置巷道和硐室,围岩变形量大,稳定性差,不仅施工困难,而且屡遭破坏,往往需要反复维修,严重影响矿井的正常生产和安全状况。
对于软岩巷道的支护,国内外尚无任何可“包治百病”的万能支护方法,只能“对症下药”;采用的支护措施,只有满足其变形力学机制的要求,才能取得良好效果。
被动性支护方式中,刚性支架、碹体等支护体,由于让压性能极低,根本不能适应软岩巷道的围岩变形规律的要求;而以U型钢为代表的各种可缩性金属支架,虽有一定的让压能力,也因难以满足软岩巷道围岩巨大变形量的要求,无法获得满意的支护效果。
作为主动性支护方式的传统锚喷支护技术,也已不适应高应力、大变形的软岩巷道(硐室)的控制。
近年来发展起来的锚注联合加固支护技术是一种将现代注浆加固技术、柔性锚索加固技术与传统锚喷支护技术有机地结合在一起的新型加固支护技术。
是一种较理想的把碎岩由载荷变为承载体,有效改善软弱围岩性能的技术措施。
它综合了锚杆加固技术和注浆加固技术的所有优点,并在此基础上衍生出了许多新的特点,成为解决高应力工程软岩安全维护的有效手段,其显著优点如下:(1)与传统锚喷支护技术中喷混凝土层的作用原理相比,浆液的注入能够明显改善岩石的物理力学性质;浆液充填到岩石块间的孔隙之中,使破碎岩石块重新胶结成一体,从而提高了岩体的整体强度和稳定性。
深部软岩巷道全锚索注浆加固治理技术
梁宝寺煤矿 一 ７ ０ ８ ｍ水平 西翼轨道大巷为梁宝寺
煤矿 西翼水平 大巷 ，由于矿井 深部地压 大 ，巷道局
在深井 复杂 围岩环 境 中，对巷道 变形破坏 位置
和变形 破坏程度 的影 响 因素 主要有 ：巷道 围岩岩性 （ 即巷道所处层 位 ）；埋深 ；采动影 响 ；构造 ；支
部 位于煤层 中 ，围岩稳定 性差 ，在周 围采 掘活动 的
中图分类号
Ｔ Ｄ ３ ５ ３ ＋ ． ９
文献标识码
Ｂ
ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ５ — ２ ８ ０ １ ． ２ ０ １ ５ ． ０ ２ ． ３ ２
Ｒｅ ｉ ｎｆ ｏ ｒ ｃ ｅ ｍｅ ｎｔ ｔ ｒ ｅ ａ ｔ ｍｅ ｎ ｔ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ｏ ｆ ｄｅ ｅ ｐ ｓ ｏ ｔ ｆ ｒ ｏ ｃ ｋ ｒ ｏ ａｄ ｗａ ｙ ｕｓ ｉ ｎｇ ａ ｎｃ ｈ ｏｒ ｇ ｒ ｏｕ ｔ ｉ ｎｇ
用对底板不加 固的锚 网喷支护 ，且对 帮部支护 未予 加强 ，底板属 于薄弱部位 ，加上水 的浸 泡容易造 成 底鼓并 带动帮部移 近。
７ ０ ８ ｍ水 平西 翼轨 道 大巷 南侧 ６ ０ ｍ为 ３ ２ ２ ８工
作 面采空区 ， 北侧 ３ ０ ｍ为 一 ７ ０ ８ ｍ水平 西翼 回风大巷 ， 巷道大部分布置在煤层顶板 中，部分布置在煤层中 ，
动 压影 响下 ，原支护 ｕ 型钢 棚出现断裂 ，巷道整体 失 稳 ，经矿有关 部 门研究 ，决 定对该巷道 进行全 断
面扩修加 固 ，并对顶 、帮 、底采取综合治理 。
ｌ 概 况
一
护方式 ；服务年 限、蠕变和流变 ；应力叠加 。 ２ ． ２ 巷道 变形影 响 因素分析 ２ ． ２ ． １ — ７ ０ ８ ｍ 西 翼轨道 大巷 外段 （ １ ） 巷道 围岩岩性： 巷道位于煤层顶板岩石 中 ， 底板距 煤层 间距 在 ２ — １ ０ ｍ，底 板岩石软 弱 ，为粉砂 岩 和泥岩 ，强度低且遇水易膨胀 。 （ ２）支护 方 式 ：巷 道 为直 墙半 圆拱 巷 道 ，采
深部矿井软岩巷道锚注加固技术探讨
深部矿井软岩巷道锚注加固技术探讨发布时间：2021-02-25T16:03:00.930Z 来源：《工程管理前沿》2020年第32期作者：高磊[导读] 随着矿井开采深度和强度的加大,软岩巷道的支护问题变得越来越突出高磊淮河能源控股集团煤业公司谢桥煤矿，安徽淮南 232001摘要：随着矿井开采深度和强度的加大,软岩巷道的支护问题变得越来越突出，深部软岩巷道存在埋深大、应力高、围岩强度低等特点，传统锚网索支护技术难以保障巷道长期稳定。
采用高强支护、高灰水比、高压力扩散、大范围锚注加固支护工艺，强力锚注支护实现了锚杆/锚索全长锚固，提高了巷道围岩的整体性和承载性能，顶板变形量降低，有效控制了深部复杂困难条件下巷道围岩变形，而且施工工艺简单，成本较低。
关键词：软岩；巷道；机理；锚注加固煤巷锚杆支护技术的迅速发展和应用，给煤炭企业带来了巨大的经济效益。
锚杆支护成为巷道支护的一个主要发展方向。
随着开采深度和广度的发展，出现了一大类极破碎围岩条件，它们共同的特点是整体性差、破碎、松散，普通锚杆支护困难；并且成孔困难，无法实现钻孔、后安装锚杆(索)的施工过程，锚注支护也相当困难。
为了改善受动压影响深部煤层巷道围岩破碎、锚杆支护锚固力偏低的状况和提高围岩的强度，对巷道围岩进行锚注加固。
钻锚注加固技术是锚注加固的一种特殊形式，是锚杆自钻锚杆和注浆技术的再次结合，是注浆技术的又一次发展。
1锚注加固机理分析破碎围岩巷道的破碎塑性区经过自钻锚杆注浆后，破碎结构的围岩被胶结成拱形连续体加固圈。
同时，自钻锚杆又起到悬吊、挤压等作用，使巷道围岩沿径向挤压的压力转化成切向压力，防止围岩松动范围的进一步扩展，从而使巷道径向应力减小到仅用较小的支护阻力就能使围岩长期处于稳定状态。
以下从各个方面说明钻锚注支护加固机理。
（1）自钻锚杆钻进后，不抽拔出杆体。
使钻孔内壁自由空间小，从而使钻孔对围岩的破坏减弱。
同时，解决了钻孔塌陷给施工造成的不利。
锚索加固技术在软岩巷道中的研究与应用
锚索加固技术在软岩巷道中的研究与应用【摘要】随着煤矿开采深度的不断增大，围岩地应力愈来愈大，巷道经常出现顶板下沉，脱落、两帮收缩、底板鼓起等变形破坏现象，变形破坏严重时，甚至巷道无法使用，严重影响安全生产。
河南煤化集团五凤煤业公司五凤矿中二采区运输大巷在过软岩段施工中，巷道掘支后过一段时间，便出现喷层开裂、脱皮掉块、底板鼓起等破坏现象。
为此，我们在软岩巷道锚网喷支护的基础上增加了锚索支护，提高了支护效果和巷道稳定性。
【关键词】软岩巷道；锚索加固；研究应用Cable-anchors Support Technology in Soft Rock Tunnel of Research and ApplicationLIU Jun-Jie DENG Shu-Chang ＮＩＵHai-tao（Ｚheng Ｍeijituan BaiPing Ｃoal Ｃompany to Ｚhengzhou,ＺｈｅｎｇｚｈｏｕＨenan, 452470)【Abstract】with the increase of coal mining depth, surrounding rock stress more and more big, often appear in the roadway roof sinks, fall off, two help shrink and floor, such as up of deformation and failure of the phenomenon, deformation and failure of the serious, even unable to use the roadway, the serious influence the safety in production. Henan five chicken coal company project group five chicken mine in two mining DaHang transportation in soft rock in the construction period, to dig a roadway after a long time, they appear spray layer crack, peeling DiaoKuai up and floor, damaged phenomenon, therefore, we in the soft rock tunnel spray the anchor net supporting based on the increase bolt-cable and improve the roadway supporting effect and stability.【Key words】Ｓoft rock tunnel;Ｃable-anchors support;Ｒesearch and application１工程概况1.1 设计概况五凤煤业公司五凤矿中二采区运输大巷设计全长542米，半圆拱断面，巷道净高3700mm,净宽4400mm，净断面14.2m2;锚网喷支护，选用￠18mm×2.0m树脂锚杆和￠4mm×2.0m×1m金属网进行支护，锚杆为三花排列方式，间排距800mm，金属网搭接长度100mm;喷射混凝土厚度100mm，强度等级C15。
唐口煤矿软岩巷道锚注加固技术的实验研究
量紫红色 ， 内生滑面 ， 以破碎 ， 垂直裂 隙 ， 局部含少量细砂岩 ， 巷道
埋深约在 １２ ～ １３ ｍ 之问 。从地应力测量过 程和实验室 岩性 ０９ ０５ 试验可知 ， 的测点 区域岩石 强度较低 ， 有 节理发育 ， 遇水软 化系数 ０１ ． ， ． ～０ ５ 有的测点区岩石 强度高 ， 致密 ， 胶结 好 ， 此情况 表 明该
３ ． ９ ７
８３ １ ．７
８ ９ ９ ９ ．
泥质粉砂岩
５４ ．
１ ８
（） １几何相 似 ： Ｉ 一 一 ・ ｌ １ 一ｃ；
Ｉ１
＋
ｌ ２
，
，
，
（） ２ 运动相似 ： １ 一 ・ ． 一 ｔ 一ｃ；
Ｌ ｌ Ｉ２
３ ２ 巷道支护与 加固模拟 ．
度
模
度
原岩 抗压 黜
Ｍ （ Ｐａ ）
３ ． ５ ９
（ ） ｍ
（ｍ ） ｃ
１．３ ７ ３
２ Ｏ １ ． ７ ７ ６ ９ ． ７ ４ ６
（ ａ ｋＰ ）
８ｌ ． ３ ７
５２ ．
６０ ．
区域岩层 沉积呈非均质状 态 。
２ 相似条件
２ ． ７４
６ ． １ ４
６ ．１ ２１ １ ９１ ７ ３ ． ４４６ ８ ．
部开采与 支护具有 重大意义 。
３ １ 模拟巷 道 ．
根据唐 口辅助 运输 大巷 的埋深 在 １ ２ ～ １ ３ｍ 之 间， ０９ ０５ 以及
轨 道 石 门 尺 寸 轨 道 石 门 的 宽 ×高 为 ６０ ｍｍ ×４ ０ ｍｍ 的 半 圆 ００ ６０
对矿井极软岩巷道的加固修复试验研究
9F RI E ND O F CHE MI CAL IN DUS T RY 开发与创新2007.N O .07化工之友1对集中巷的破坏原因分析及加固机理1.1集中巷破坏原因分析(1)一般来说极软岩巷道的性质差,自承能力低通过对-340m 水平集中巷现场采取岩石试样,在实验室测出集中巷围岩的力学参数并进行分析,集中巷围岩为泥岩砂质泥岩,泥岩和砂质泥岩性脆易碎,这些岩石对温度湿度水的作用甚为敏感,岩石强度急剧降低,泥岩遇水崩解后强度完全丧失,使巷道围岩自承能力急剧下降X -射线衍射对围岩矿物成分分析表明,主要矿物为高岭石,这种岩石遇水后使颗粒发生破坏产生软化崩解,岩石流变显著,巷道变形增大(2)巷道四周不均匀承载,承载体受力条件恶化340m 水平集中巷为急倾斜巷道,其水压力一般较大,加上矿区的巷道围岩性质较差,自承能力较低,使U 型钢支架的承载能力大幅度降低,受力条件急剧恶化,使巷道断面多呈现出尖桃形破坏(3)地质构造因素极软岩巷道区域地质构造复杂可以利用套筒致裂法对现场测推算测试矿区的原始地应力分布特征,揭示出矿区存在残余构造应力在自重应力与构造应力双重作用下,导致巷道压力大,变形剧烈(4)巷道支护方式不合理U 型钢支架的结构和形式如果过于单一,就难以适应复杂多变的软岩巷道压力;我国现有U 型钢支架的质量与国外先进水平比,尚有较大差距,如型钢屈服强度偏低,卡缆的结构和性能差,难以充分发挥其承载能力1.2锚注加固机理锚注加固是一种理想的改善软弱围岩承载性能的措施锚注加固巷道围岩是利用空心锚杆兼作注浆管(简称注浆锚杆),注浆锚杆前段是带若干个射浆孔的注浆段,后段是锚固段松动和裂隙发育的围岩经过锚杆注浆加固后围岩强度等力学性能得到提高和改善,使破裂结构的围岩胶结成拱形连续体加固圈,同时注浆锚杆又起到悬吊挤压楔固组合拱等作用,防止围岩松动范围进一步扩展,从而使巷道径向应力减小到仅用较小支护阻力就能使围岩长期处于稳定状态因此,锚注支护采用锚杆与注浆相结合的双重作用达到加固围岩控制围岩变形的效果,它可以大大地提高软岩巷道支护效果和围岩稳定性2锚注加固参数设计2.1数值模拟注浆固结体强度及注浆孔深度(1)注浆固结体强度现场实施围岩注浆时,影响注浆效果的参数很多,如:注浆压力注浆时间注浆量水灰比注浆孔深度等通过合理设计与控制这些注浆参数,最终都希望达到一个共同的目标:将浆液注入围岩,使其与围岩固结在一起,形成注浆固结体,以实现控制巷道变形(2)注浆孔深度注浆孔深度会影响注浆范围围岩加固范围的大小,为确定合理注浆孔深度,对不同孔深注浆后巷道变形情况进行模拟,围岩强度提高百分比取为60,通过模拟表明,随注浆孔深度的加大,围岩移近量逐渐减少,特别是底臌量减少幅度更大适宜的注浆孔深度为2.5m左右2.2注浆锚杆结构注浆锚杆可自行设计研制,在这里提一种设计案,注浆锚杆采用42m m 的无缝钢管制作,总长2000m m ,注浆段1300m m ,锚固段630m m ,尾部螺纹段70m m ,注浆段钻有若干交叉射浆孔该注浆锚杆具有结构简单,成本低廉等优点注浆锚杆锚固段与钻孔岩壁间的密封性和锚固性是锚注支护成功与否的关键,要求所用的密封锚固材料既具有密封性好又具有短期就能提供足够抵抗注浆压力的能力,并要求密封锚固材料施工方便快捷2.3注浆材料由于巷道围岩松动圈大,围岩空洞裂隙多,注浆量大如何降低锚注的注浆成本显得尤为重要,在采用水泥单液注浆材料中加入其它细骨料以降低水用量是解决问题的有效方法之一,由于粉煤灰基本上具有与水泥相同的颗粒尺寸和级配分布,因而可在注浆材料纯水泥中加入部分粉煤灰因此,从工程应用和技术经济考虑,粉煤灰水泥锚注加固注浆材料中粉煤灰含量选取为20水灰比选为0.65-0.702.4注浆参数(1)注浆压力注浆压力受到围岩特性浆材性能注浆方式等因素的影响和制约注浆压力过小,浆液难以向围岩中扩散,达不到预期注浆效果;若注浆压力过大,很可能导致在注浆过程中巷道表面冒顶或片帮由于集中巷道喷层较薄,强度低,本次设计注浆压力为2MPa(2)注浆孔布置为了注浆时不出现死角,保证注浆效果,注浆孔间排距一般取为注浆扩散半径的1.67倍3现场工业性试验(1)注浆设备注浆设备主要包括注浆泵高压胶管搅拌机等,根据选型计算,注浆泵型号选为2T G Z60210型,浆液采用搅拌机搅拌,搅拌机型号选为3B 200(2)锚注加固施工;工艺锚注加固施工工艺流程是:施工准备-钻孔-安装锚杆-造浆-注浆施工-清理锚注机具(3)钻孔和安装锚杆(4)注浆施工按注浆要求连接好注浆管路,调节注浆泵安全阀,经试泵一切正常后方可开泵注浆;在搅拌桶中放入适量的水,再倒入4袋水泥和1袋粉煤灰,使浆液的水灰比控制在0.650.70的范围用搅拌机搅拌浆液,搅拌时间对于浆材与水的充分混合有着非常重要的影响,搅拌时间太短,浆材与水混合不均匀,使浆液的流动性受到很大影响,因而搅拌时间定为5r ai n;开泵注浆,当注浆压力达到2M Pa 时停止注浆每排注浆顺序为先注下部孔,再注肩孔,最后注顶孔每一个孔注浆结束一天后,要求在注浆锚杆末端放上托盘拧紧螺母有效控制本研究针对极软岩巷道具体条件,通过FL A C 数值模拟和实验室试验设计锚注参数,并进行了现场锚注加固工业试验,得到以下主要结论:(1)注加固参数设计正确,自行设计的注浆锚杆结构简单成本低廉(2)该项技术对于控制极软岩巷道的变形具有显著技术经济效果,而且其施工工艺简单,操作方便安全,成本低廉(3)试验表明锚注加固注浆材料加入粉煤灰,不仅技术可行,而且大大降低了巷道锚注成本,扩大了粉煤灰的利用范围,值得进一步推广对矿井极软岩巷道的加固修复试验研究杨井志刘森园七煤集团胜利煤矿黑龙江七台河154600摘要本研究针对极软岩巷道具体条件通过FLA C 数值模拟和实验室试验设计锚注参数并进行了现场锚注加固工业试验得到相应结论关键词软岩巷道围岩采矿工程中图分类号TD1文献标识码A 文章编号1004-0862(2007)04(a)-0009-01。
软岩巷道整修加固技术的探讨及应用
对 于巷 道变 形较严 重 的 Ｂ段 ， 拆 除 顶 帮 现有 先 的锚 网 喷支 护 ， 接刷 帮 、 顶 至设 计 断 面 ， 直 放 然后 重 新 补 打 锚 杆 、 网 、 射 混 凝 土 ， 杆 选 用 ｃｌ 挂 喷 锚 ｂ８× ２ ０ ｍ 的树 脂 锚 杆 ， 排 距 为 ８ ０×８ ０ ｍ， 网 １０ ｍ 间 ０ ０ｍ 铺 选用 ８号钢筋 焊接 网， 网格为 １０×（ ０ 下转 第 １３页） ３
根据巷道岩性 以及巷 道变形情 况 ， 巷道 变形段 把 划分为 Ａ、 ｃ三段 ， 为变形较轻段 ， Ｂ、 Ａ段 巷道两 帮 、 顶 底移近量在 ２ ０ ｍ 以内 ， 段长度 为 ２２ Ｂ段 为变 ０ｒ ａ 该 ６ ｍ； 形较严 重 的 地 段 ， 道 两 帮 、 底 移 近 量 在 ２ ０～ 巷 顶 ０ ５０ ｍ之间 ， ０ｒ ａ 长度 为 １６ Ｃ段 为严 重变形 段 巷道 两 ０ ｍ； 帮、 顶底移近量 大于 ５０ ｍ， ０ ｒ 长度 为 ６ ｍ。本 着 安全 、 ａ ６ 技术 、 经济的原则 ， 对不 同的地段采取 了不 同的整 修加 固方案 。巷道整修加 固方案见表 １ 。
３ 注 浆加 固 圈 一
４ 注 浆机 一
５ 注射枪 一
６ 注 浆 液 一
２ 锚 网 喷 ＋壁 后 注 浆 加 固
图 １ 壁后注浆 示意图
２ ２ 施 工 工 艺 ．
对于巷道断面不 影响使用 ， 但发生变形 的 Ａ段 ， 采 用打锚杆 、 网、 挂 喷射 混凝 土进行 加 固， 杆选 用 １ 锚 ８ × １０ ｍ的树脂锚杆 ， ２０ ｒ ａ 间排距 为 ８０Ｘ ０ ｍ 铺 网选 ０ ８０ ｍ， 用８ 号钢筋焊 接网 ， 网格 为 １０×１０ ｍ， ０ ０ ｍ 喷射混 凝 土 的标号为 Ｃ ０ 喷厚 ｌＯ ｍ。 ２， Ｏｍ ２ １ 注浆 材料及 有 关参数 ． （） １ 注浆 锚 杆 杆体 ： 用 焊 管 ， 构 尺寸 ０× 采 结 ２ ７ ｒ 外径 ２ ．ｍ ， ．５ ｍ（ ａ ６ ８ ｍ） 最大承压值 ４ ａ ＭＰ 。杆体 长度
锚索加固技术在软岩巷道中的研究与应用
１．ｍ ； 网 喷 支 护 ，选 用 １ｍ ２０ 树 脂 锚 杆 和 ￣ ｍｍ ４２ 锚 ８ ｍ￣ ． ｍ ４ ｘ ２Ｏ ｌ ． ｍｘ ｍ金 属 网 进 行 支 护 。锚 杆 为 三 花 排 列 方 式 ，间 排 距
Ｓ ｉｎ ｅ＆ Ｔ ｃ ｎ ｌ ｇ ｓ ｎ ｃ ｃ ｅ ｅ ｈ ｏｏ ｙＶｉ ｏ ｉ
２１ ０ ２年 ０ ２月第 ０ 期 ４
科 技 视 界
矿业科技
软岩巷道硐室锚注联合加固技术范本（2篇）
软岩巷道硐室锚注联合加固技术范本一、引言软岩巷道硐室的稳定性是地下工程中面临的重要问题之一。
为了解决软岩巷道硐室的稳定性问题，锚注联合加固技术被广泛应用。
本文将详细介绍软岩巷道硐室锚注联合加固技术的范本，包括其原理、设计、施工以及效果评估等方面。
二、锚注联合加固技术的原理锚注联合加固技术是指通过锚杆加固和注浆技术相结合，提高洞室的整体稳定性。
锚杆加固主要通过将锚杆固定在岩体中，利用锚杆与岩体之间的摩擦力和钢筋的张拉力，增加岩体的承载能力和抗剪强度。
注浆技术主要通过将固化材料注入岩体裂隙中，形成坚固的岩体结构，提高岩体的抗压和抗剪承载能力。
三、锚注联合加固技术的设计1.锚杆设计锚杆的选择应根据岩体的力学性质和工程要求进行设计。
一般情况下，锚杆的直径和长度要足够大，以提高其在岩体中的抗拉能力。
锚杆的间距应根据岩体的强度和稳定性要求确定。
锚杆的材料应选择强度高、耐蚀性好的钢材。
2.注浆设计注浆材料的选择应根据岩体裂隙的类型和宽度进行设计。
常用的注浆材料有水泥浆、聚氨酯浆和环氧树脂浆等。
注浆材料的含水率和黏度应适当调整，以满足注浆的需要。
3.锚杆和注浆的布置设计锚杆和注浆的布置应根据岩体的结构和裂隙情况进行设计。
锚杆的位置应选择在主要裂隙或密集裂隙的周围，并尽量使锚杆形成网状分布。
注浆孔应布置在岩体中各个关键位置，并尽量保证注浆孔的覆盖率和注浆孔之间的间隔。
四、锚注联合加固技术的施工1.锚杆的施工锚杆的施工应按照设计要求进行。
首先，钻孔并清除孔内杂物。
然后，在孔内灌入水泥浆，形成悬浆保护孔壁。
接下来，将锚杆放入钻孔中，并注入灌浆材料。
最后，锚杆应根据设计要求进行张拉。
2.注浆的施工注浆的施工应按照设计要求进行。
首先，清洗岩体裂隙并将注浆材料灌入裂隙中。
然后，利用注浆泵将注浆材料注入岩体裂隙中，并保持一定的压力。
最后，等待注浆材料固化。
五、锚注联合加固技术的效果评估锚注联合加固技术的效果评估主要包括岩体稳定性分析和加固效果检验。
软弱围岩巷道封层锚注加固技术
软弱围岩巷道封层锚注加固技术苗育生(淮北矿业集团集团杨庄煤矿，安徽淮北235025)∥妊南…么采j菇庄争Ⅳ2菜区’曰风下山巷修工程为饲，介绍了软弱围岩巷道封．罢锚注加固i程的背景亲舞j实巍≥毒写兰毫。
篇盖壤≥_々7深鄙采区煤矿大变形巷道阑岩控制项目谊脸所取得的初≥成功，为煤矿深部大变形巷道囤岩控静1提拱了新的．思路．。
j 够蝴】糟蚶；姑艇；注物固．‘，／，．．，，一j1概述杨庄煤矿是淮北矿业集团的主力生产矿井，于1966年投产，采用立井多水平开拓，现矿井生产准备集中在三、四水平(标高为一500m 至一800m)。
矿井主采煤层有五、六两个煤层。
随着采场逐渐向>-7pY-,-'T-延伸，矿井压力越来越大，矿压显现剧烈，Iv52采区是l v水平首采区，所采煤层五煤层，位于下石盒子组下部，煤厚一般为2．6m，属典型“三软”煤层，煤层直接项岩性～般为深灰色泥岩或粉砂岩，厚度一般为4D；老顶为浅灰色块状细砂岩或火成岩，厚约2—20m：底板以块状泥岩、块状细～中粒砂岩为主。
采区投产前，采区下部主体巷道就已出现了不同程度的变形受损，几经巷修，效果均不理想，影响巷道的正常使用，危及矿井安全生产。
为此，杨庄煤矿开展了对深部采区大变形巷道围岩控制试验项目。
2试验巷遒概况I V2采区回风下山于04年3月份开始施工，原设计支护形式为锚喷支护，调寸惭面(净)宽3．8m、高3．4m的半圆拱形断面，局部穿煤段采用架U型棚支护；(标高一497m至一750，上山布置在5层煤底板，局部见5煤，标高在一497m—一749m之间，距5层煤0～45m，下部距5层煤层间距相对较小，—般5—22m：围岩主要有泥岩、砂质泥岩；采区上山下部基本位于戴圩子向斜轴部。
中下段及采区下部车场、硐室、联巷、绕道等受矿压影响变形较为严重，巷道两帮及顶底移变量均在600m m一1000m m之间：局部U型棚支护地段，棚梁变形量在600m m一800m m以上。
灵活应用锚网补强加固技术修复外水仓软岩巷道
意义。
从 现场情 况看 ，巷 道混凝 土脱 落部分 均位 于 巷道 顶板 中部 ，并 露 出一 次锚 网喷支 护 。
３ ２
煤 矿支 护
２ ０ １ ６年 第 ２期
３ 修 复 机 理
料 石 碹 担料 再 碎裂
在 通 常情况 下 ，考虑 到水 仓是永 久性 巷
了巷 道支 护 强度 及 安全使 用 要求 ，成功 尝试 了一种 新 型 的巷道 修 复技术 。
关键 词 锚 网喷 短锚 杆 网喷 外水 仓 加 固 修 复 针对 砌 碹 （ 或 混凝 土灌 注 ）巷 道 的上述
１ 概 述
特 点 ，梁家 矿 在 副 井 外 水 仓 （ 以下 简 称 水
２ 水 仓概 况及 受损情 况 水仓全长 １ ６ ６ ． ８ ｍ，其 中坡 度 １ ５ 。 下 山 长度 １ ２ ． ５ ｍ，其 余 为 平 巷 ；巷 道 净 断 面 宽 ３ ． ４ ｍ、高 ２ ． ７ ｍ；巷 道 采 用 锚 网 喷 一 次 支
２及煤 ４ 。煤层 及顶底 板硬 度 系数 均 小 于 １ ，
缺点是 施工 工期 长 、工程量 大 、投入 高 ，还 可能对 周 边 尚没 返 修 巷 道 造 成 影 响 。经 论
图 ２ 砰 碹 锚钉 网 颐加 固方 粟
深 部未 破裂 碹体 上 ； ② 组合 加 固作用 ：把 已破裂 碹体组 合 加 固成一 承载 结构 ；
证 ，认 为 在 保 证 水 仓 正 常 安 全 的使 用 前 提
２ ０ １ ６年第 ２期
煤矿 支护
３ １
灵活应用锚网补强加固技术修复外水仓 软岩巷道
吕承 贤
软岩巷道硐室锚注联合加固技术
软岩巷道硐室锚注联合加固技术软岩巷道是指在软弱、易塌方、易涌水的地层中开挖的巷道。
由于软岩巷道易发生塌方、涌水等问题，常常需要进行加固。
软岩巷道加固技术有很多种，其中一种常用的技术是锚注联合加固技术。
锚注联合加固技术以锚杆和注浆材料为主要工具，通过对软岩巷道进行加固，增强了软岩巷道的整体稳定性和抗震性能，提高了巷道的使用寿命和安全性。
锚杆是锚注联合加固技术的主要工具之一。
锚杆是一种由钢筋或钢丝绳制成的长条状材料，一端固定在围岩中，另一端固定在巷道锚固体上。
锚杆通过自身的抗拉强度和摩擦力，将围岩与巷道锚固体紧密地连接在一起，提高了巷道的整体稳定性。
注浆材料是锚注联合加固技术的另一个重要组成部分。
注浆材料是一种具有一定粘度和硬化时间的物质，可以填充巷道和岩体之间的空隙，提高巷道的抗压和抗剪强度。
常用的注浆材料有水泥浆、聚合物浆料等。
注浆材料通过固化后形成的胶结体，增加了围岩的连续性和整体性，提高了软岩巷道的承载能力和抗冲刷能力。
锚注联合加固技术的加固过程一般分为准备工作、锚杆施工和注浆浇筑三个步骤。
准备工作主要包括巷道勘察、设计方案制定、材料采购等。
巷道勘察是为了了解巷道的围岩状况、水文地质条件等，并制定相应的加固方案。
设计方案制定是根据巷道的实际情况，选择合适的锚杆类型、长度和间距等参数。
材料采购是为了保证施工材料的质量和供应的及时性。
锚杆施工是将锚杆安装到围岩和巷道锚固体中的过程。
在施工前，需要进行巷道表面的清理和处理，并根据设计方案的要求，在巷道内预埋锚固体。
然后，使用专业工具将锚杆插入锚固体，固定在围岩中，并进行锚固力的测试和调整。
注浆浇筑是在锚杆施工完成后进行的。
注浆浇筑需要根据注浆材料的性质和巷道的实际情况，选择合适的注浆方式和浇筑点。
常用的注浆方式有单孔注浆、双孔注浆和多孔注浆等。
在浇筑过程中，需要控制注浆的速度和压力，确保注浆材料充分填充巷道和围岩之间的空隙。
总之，软岩巷道硐室锚注联合加固技术是一种有效的加固技术，可以增强巷道的整体稳定性和抗震性能。
软岩巷道硐室锚注联合加固技术（三篇）
软岩巷道硐室锚注联合加固技术软岩巷道的维护一直是煤矿生产建设中的难题,在软岩内布置巷道和硐室,围岩变形量大,稳定性差,不仅施工困难,而且屡遭破坏,往往需要反复维修,严重影响矿井的正常生产和安全状况。
对于软岩巷道的支护,国内外尚无任何可“包治百病”的万能支护方法,只能“对症下药”;采用的支护措施,只有满足其变形力学机制的要求,才能取得良好效果。
被动性支护方式中,刚性支架、碹体等支护体,由于让压性能极低,根本不能适应软岩巷道的围岩变形规律的要求;而以U型钢为代表的各种可缩性金属支架,虽有一定的让压能力,也因难以满足软岩巷道围岩巨大变形量的要求,无法获得满意的支护效果。
作为主动性支护方式的传统锚喷支护技术,也已不适应高应力、大变形的软岩巷道(硐室)的控制。
近年来发展起来的锚注联合加固支护技术是一种将现代注浆加固技术、柔性锚索加固技术与传统锚喷支护技术有机地结合在一起的新型加固支护技术。
是一种较理想的把碎岩由载荷变为承载体,有效改善软弱围岩性能的技术措施。
它综合了锚杆加固技术和注浆加固技术的所有优点,并在此基础上衍生出了许多新的特点,成为解决高应力工程软岩安全维护的有效手段,其显著优点如下:(1)与传统锚喷支护技术中喷混凝土层的作用原理相比,浆液的注入能够明显改善岩石的物理力学性质;浆液充填到岩石块间的孔隙之中,使破碎岩石块重新胶结成一体,从而提高了岩体的整体强度和稳定性。
(2)在锚注联合加固支护体系中,由于浆液能够与岩体及锚杆全面接触,将杆体内、杆体与钻孔间隙、周围岩体的缝隙全部充填满,从而形成“网络”效应,如同自然界中树木的主根与须根的共同固结作用一样,使锚杆受力传递的可靠性和连续性得以充分保障,全面调动了围岩的自身承载能力,同时使锚杆、锚索自身的加固性能得以充分发挥。
(3)注浆后杆体与地下水、空气间的联系全部中断,彻底阻止了锈蚀反应,从而保证了锚杆的长期锚固能力,保证了支护体系的长期稳定性。
(4)在锚杆、锚索和浆液的共同作用下,注浆范围内的所有岩石被胶结加固成一个整体圆涵,保护着整个巷道(硐室)的自由空间。
破碎软岩巷道超前锚杆加固试验研究
破碎软岩巷道超前锚杆加固试验研究超前支护是一种常见的巷道支护方式。
某矿山巷道在施工过程通过松散、破碎地段时经常会发生冒落、垮塌等现象，影响了矿山的正常生产。
本文将超前支护技术应用到该矿山的巷道支护中，通过超前支护现场试验得到了适合该矿山的支护工艺参数，通过试验表明超前支护技术能够有效的控制巷道掘进过程中冒落、垮塌问题。
标签：超前支护;加固;巷道;破碎在某矿山掘进支护中，存在不少松散、破碎地段，巷道开挖后的冒落、跨塌等灾害成为巷道掘进的困难因素之一，同时，带来严重的安全威胁。
因此，开展超前支护技术加固技术研究具有重要的意义。
在松散、破碎花岗岩岩体的巷道施工中，超前锚杆预支护是一种行之有效的新型支护结构。
它与普通锚杆的本质区别在于安装程序的不同，普通锚杆是在巷道掘进一段距离之后开始安装，而超前锚杆则在开挖之前先装好[1，2]。
开挖完成后，马上施加普通垂直锚杆支护或喷射混凝土支护，能有效防止巷道顶部掉块。
本文针对某矿破碎巷道支护需求，开展了超前支护试验研究。
1 超前支护试验工程概况某矿1725m东巷花岗岩巷道段施工完后，继续向前掘进时，遇到了一段花岗岩与大理岩的破碎接触带。
巷道顶板围岩岩性主要为：褐色、棕色矿化大理岩夹浅灰色，岩石稍破碎;褐色矿化大理岩夹白色层状大理岩及白色、灰褐色方解石，岩石稍破碎。
这种岩层节理裂隙发育，纵横交错贯通，原岩被切割成碎块，而且互不胶结。
在掘进时冒顶经常发生，顶板最高冒落高度可达2～4m。
原支护采用木支护，这种施工方法，不但进度缓慢，而且消耗大量木材，安全又难以保证。
根据这种实际情况和经济技术条件，课题组提出了运用超前支护原理、采用撞楔法施工通过破碎岩层。
经过试验实践证实，这种方法施工工艺简单，安全快速，节约木材。
是类似地质条件和支护条件下较稳妥的支护方法之一。
2 撞楔法及其适用条件撞楔法又称插板法和板桩法，是指巷道掘进遇上松软破碎岩层时，在已架好的棚子上先打一排金属撞楔，强行插入破碎岩层中、挡住顶板或两帮的碎石渣，以确保在工作面出渣时的安全，不让巷道周围的松软破碎岩石涌入工作面的一种方法。
软岩巷道硐室锚注联合加固技术
软岩巷道硐室锚注联合加固技术1. 背景在当前大规模建设的地下工程中，由于柔性围岩覆盖，软岩工程难度和险度加大，往往不能只靠单一的加固措施。
现代几何测量技术、地基工程、施工技术等高科技手段和新型材料的应用为软岩围岩加固提供了广阔的发展空间。
软岩巷道硐室是路、铁、建设、水利等各种工程的重要组成部分，其弱点在于支护体系强度低，且灵敏度高，对于支护物的要求也较高。
其中，锚杆加固是一种较为有效的加固手段，而硐室加固能够解决施工和使用过程中出现的安全隐患，提高工程质量和使用寿命。
因此，巷道硐室锚注联合加固技术得到了广泛的应用。
2. 软岩巷道硐室锚注联合加固技术的优点2.1 增强承载力锚注联合加固技术可以很好的发挥锚杆和硐室加固的优势，在加固时使用两种手段可以有效增强承载力，从而保证施工和使用的安全性。
2.2 提高围岩的稳定性硐室是支护的重点部位，而锚杆作为一种有效的加固手段，能够增加围岩的稳定性，集聚现代科技与建筑材料的应用，能够大幅度提升硐室承载能力和使用寿命。
2.3 降低施工噪音和粉尘污染与钻孔锚固工法相比，巷道锚注联合加固技术更加环保，能够减少施工噪音和粉尘污染，这一优点在城市地下工程建设中尤为重要。
3. 软岩巷道硐室锚注联合加固技术的实施步骤3.1 准备工作在准备工作阶段，需要详细测量巷道硐室的尺寸以及围岩地质信息，根据实际情况进行合理的规划和设计，明确加固方式和加固方案。
3.2 硐室加固使用具有良好强度和韧性的加固材料，如混凝土、钢筋等，对巷道硐室进行加固，并在硐室壁面打入固定点。
3.3 锚杆加固锚杆加固是通过钻孔在围岩中采用锚固杆进行加固的一种手段。
首先预先在围岩中打孔，然后在钻孔内注入防水胶体，最后使用锚固杆固定围岩，增加围岩的稳定性。
3.4 检验在加固施工完成后，进行检验。
检验主要是围绕硐室、锚杆固定点及加固质量三个方面进行，确保加固质量符合工程要求。
4. 软岩巷道硐室锚注联合加固技术在实际工程中的应用4.1 成功案例按照软岩巷道硐室锚注联合加固技术进行加固的典型案例包括安徽福山隧道、广州新机场航站楼、湖北至江西高速公路等大型地下工程。
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软岩巷道锚索加固补强技术研究王 博,惠兴田,张保圆(西安科技大学建筑与土木工程学院,西安710054)摘 要:利用FLAC 3D 软件对锚索补强支护机理进行了模拟和分析,并初步研究和确定了适合软岩巷道的锚索施工方案。
现场施工监测表明,该支护方案可以有效控制软岩巷道的变形,为软岩巷道支护设计提供了新的依据。
关键词:软岩;锚索;补强支护中图分类号:TD353 6 文献标识码:A 文章编号:1008-8725(2009)11-0100-03Research on Reinforcement Technology of Cable in Soft RockRoadwayWANG Bo,HUI Xing-tian,ZHANG Bao-yuan(College of Architecture and Civil Engineering,Xi an Universi ty of Science and Technology,Xi an 710054,Chi na)Abstract :The reinforce mant supporting mechanism of anchor is analyzed and simulated,a anchor construction program suited in the soft rock tunnel is researched and identified by FLAC 3Dsoftware.Monitoring sho ws that this support program can effectively control the defor mation of the soft rock tunnel,provide a ne w basis for the soft rock tunnel.Key words :soft rock;cable;reinforcemant support0 前言目前在软岩巷道进行锚杆支护时,对于变形量较大的巷道施加锚索已经成为一种共识,但对于锚索的作用机理的研究甚少,这就造成了在很多大变形巷道中出现锚索失效的情况。
对于这种现象的产生,其主要原因是对于锚索作用机理的不了解,使锚索施工的区域、强度、时间得不到有效确定。
鉴于此,作者利用FLAC 3D有限元软件对锚索支护进行仿真模2 5 二次支护分析从以上模拟过程可以看出,硐室导硐断面及扩刷断面在初期支护下基本能够保持稳定。
由于砂质泥岩太软,硐室底板及两帮均出现了大范围的塑性区及变形。
此次初期支护在短时间内有效,但随着时间的延长,软岩流变特性明显。
为防止机头硐室出现底鼓及片帮现象,在进行永久支护设计时需加设带反底拱的可缩性钢支架加强支护。
2 5 1 位移计算结果分析图9为硐室周边关键点位置图,硐室周边关键点位移收缩量值见表4。
从硐室永久支护后的周边关键点位移收缩量值可以看出:最大位移量不到4mm 。
说明了通过永久支护,有效控制了硐周位移,在永久支护后硐室能够保持长期稳定,不会发生大的收缩变形。
图9 周边关键点 图10 围岩塑性区图表4 永久支护后硐室周边关键点位移值点号2021222324252627282930313233位移 mm3 91 00 030 080 080 081 01 11 00 080 080 080 081 02 5 2 塑性区分布塑性区分布图见图10,从图中可以看出:在硐室两帮、底板及拱顶都有塑性区出现。
两帮进入塑性的单元厚度约为2 5m,底板进入塑性区的单元厚度在2 0m 左右,其中其右侧达到了5 5m,而拱顶进入塑性区的单元厚度也在1 0m 左右,对比刷扩前后塑性区域未发生变化。
二次支护施工后,机头硐室的位移收缩量明显变小,硐室周围塑性区没有进一步扩大的趋势。
因此二次支护符合工程实际要求,施工后能够保持硐室长期稳定。
3 结论对于深层复合型软岩大断面巷道,导硐法施工可以使围岩在原岩应力作用下充分产生流动变形,释放部分地应力,充分利用围岩自身的承载能力,使地应力重新分布达到新的应力平衡状态,由于围岩的流变性,随着时间的推移,硐室还会发生大的变形,因此必须进行刚性支护。
刷扩处理时,由于刷大的是围岩松动圈外圈的低应力松散带,避免了扰动深部围岩。
进行二次永久性支护以后,变形明显变小,围岩变形得到有效控制。
参考文献:[1] 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,1999.[2] 马念杰,侯朝炯.采准巷道矿压力论及应用[M].北京:煤炭工业出版社,1995.[3] 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,1999.[4] 张良辉,熊厚金,张清.隧道围岩位移的弹塑黏性解析解[J].岩土工程学报,1997,(4):66-72.[5] 刘雄.岩石流变学概论[M].北京:地质出版社,1994.[6] 范广勤.岩土工程流变力学[M].北京:煤炭工业出版社,1992.[7] 杨小礼,刘宝琛.根据非线性屈服准则计算隧道黏弹塑性位移[J].有色金属,2001,53(3):52-55.[8] 王泉章.围岩松动圈理论及其在软岩巷道锚喷支护中的应用[J].煤矿开采,2002,7(2):36-38.(责任编辑 王凤英)收稿日期:2009-05-04;修订日期:2009-07-21作者简介:王博(1984-),男,宁夏银川人,硕士,主要从事巷道支护与锚杆的试验研究,E-mail:wangboxust@163 com 。
第28卷第11期2009年11月煤 炭 技 术Coal TechnologyVol 28,No 11Nov,2009拟,得出锚索支护的实际作用机理,为锚杆支护设计提供新的依据。
1 锚索的区域补强作用原理及数值模拟分析普通的锚杆支护设计,锚杆之间产生的压应力圆锥体相互重叠,形成一个碹体结构承担上部围岩荷载。
此时,处在巷道顶板拱形区域内的任意一点的应力可由如下公式求出:r =-c cot +c cot (r R 0)2sin1-sin (1)=-c cot +c cot (1+sin 1-sin )(r R 0)2sin 1-sin (2)式中r 径向应力; 环向应力;r 围岩距巷道中心距离;R 巷道半径;岩石内摩擦角;c 岩石粘聚力。
如果围岩完整、坚硬,锚杆产生的碹体应力拱完全可以控制围岩的变形。
在一般巷道中锚杆支护密度越大,则碹体应力拱厚度越大,支护效果越理想。
此时,锚杆实际应力拱有效厚度按下式计算:B =L tan a -b tan a (3)式中B 应力拱实际厚度,m;L 锚杆作用长度,m;b 锚杆间距,m;a 锚杆在破裂岩体中的控制角。
若锚杆的控制角按45!计,则B =L -b软岩巷道顶板地质条件复杂,所处围岩松软、破碎,当巷道埋深超过300m,岩石单轴抗压强度低于25MPa 时,单纯增加锚杆密度的支护方法不能有效控制巷道顶板离层。
当顶板环向应力 小于零,即顶板出现拉应力时,必须对巷道顶板施加锚索进行支护补强。
FLAC 3D 是一种用于工程力学计算的三维显式有限差分程序,这个程序可以准确地模拟土、岩石和其它的到达屈服极限时会发生塑性流动的材料所建造的结构的特性[2]。
利用FLAC 软件对软岩巷道中采用普通锚杆支护设计进行数值模拟,模拟结果见图1。
通过模拟结果可以发现,单纯施加锚杆并不能有效控制巷道位移,在巷道拱顶附近出现明显的拉应力拱形单元,这个拉应力大于零的拱形单元即为巷道的潜在危险体。
在此锚杆支护的基础上,在巷道顶部施加2根锚索,锚索与锚杆的间距为0 5m,施加锚索后的数值模拟如图2所示。
图1 锚杆支护垂直 图2 锚杆 锚索支护 应力图 垂直应力图通过模拟支护垂直应力云图发现,施加锚索后,顶板附近的拉应力大于零的单元体已经明显缩小,巷道的潜在危险体得到了有效控制。
分别对采用不同支护方式的巷道进行水平模拟,模拟结果见图3和图4。
通过模拟发现巷道的水平应力一般最大值出现在巷道的两帮,此时若两帮水平应力过大为保证支护效果,可以在两帮分别加打锚索扩大应力拱范围。
图3 锚杆支护水平 图4 锚杆 锚索支护 应力图 水平应力图分别对采用不同支护方式的巷道进行Z 方向位移的模拟,模拟结果见图5和图6。
在位移图的对比中,可以清楚看出巷道施加锚索后顶板下沉量比只施加锚杆支护的巷道明显减少。
图5 锚杆支护Z 方向 图6 锚杆 锚索支护Z 位移图 方向位移图根据模拟结果可以得出在软岩巷道中单纯的锚杆支护,由于岩石的不均匀压缩区较大,锚杆所控制的范围有限,实际锚固范围并没有完全达到顶板的稳定岩层中。
而施加锚索可以有效地补充扩大锚杆的应力拱范围。
使支护范围增大,进一步减小了巷道顶板中的潜在危险体。
2 锚索区域补强支护技术根据锚索区域补强支护技术,锚索的主要支护作用在于扩大锚杆支护所形成的应力拱范围,在软岩巷道中,由于巷道中弱面、节理的存在,会使巷道顶板中出现较集中拉应力单元体,锚索可以使一些拉应力大于零的单元体得到有效控制,从而保证了巷道的安全。
2.1 锚索类型的选择目前,矿用锚索主要有水泥注浆锚索和树脂药卷锚索两类。
水泥注浆锚索承载力较大,但施工工艺繁琐且水泥固化等待时间较长,树脂药卷锚索施工简单,树脂药卷固化等待时间短,故采用树脂药卷锚索。
2.2 锚索支护长度的计算公式L =KB +L 1式中L 锚索长度,m;K 影响系数;B 锚杆应力拱厚度,m;L 1 锚索在巷道中外露长度,m 。
施工经验表明,系数K 与岩石的单轴抗压强度的关系如表1所示:表1 影响系数K 的取值岩石单轴抗压强度MPa <2525~4545~65>65影响系数K4.553.853.753.55锚索中锚固段采用树脂药卷锚固剂,其主要作用是当围岩出现较大变形时,增大杆体的抗剪切能力。
根据施工经验锚固段长度一般可选择为1 0~1 5m 。
第11期 王 博,等:软岩巷道锚索加固补强技术研究 ∀101∀千米立井深厚冲积层冻结压力实测分析王 军1,2(1.山东理工大学,山东淄博255049; 2.北京科技大学,北京100083)摘 要:对唐口煤矿千米深副井井筒深厚冲击层冻结压力进行现场监测,监测数据表明冻结压力发展经历了3个阶段,且随深度增加而增大。
同一监测水平冻结压力相差较大,具有明显的方向性。
冻结压力在混凝土浇注后大约10d 达到最大值。
关键词:千米立井;深厚冲击层;冻结压力中图分类号:TD26 文献标识码:B 文章编号:1008-8725(2009)11-0102-02Analysis on Measurement of Frozen Pressure in Deep Alluvium inThousand Metres Vertical WellWANG Jun1,2(1.Shandong University of Technology ,Zibo 255049,China; 2.Beijing University of Science and T echnology,Beijing 100083,China)Abstract :By monitoring and measurement on the frozen pressure of the coal mine auxiliary shaft in deep alluvi um in Tangkou ,it was found that the development of frozen pressure undergo three periods,which rise with depth increasing .The frozen pressure in same depth is different with obvious direc tion tendency.After about ten days of pouring concrete,the frozen pressure attain the maximum.Key words :thousand metres vertical well;deep alluvium;frozen pressure0 前言冻结法凿井是目前我国矿山立井建设中穿越深厚冲积层的首选方法。