工作面顺槽围岩锚注加固技术的应用研究(最新版)

工作面顺槽围岩锚注加固技术的应用研究(最新版)

Security technology is an industry that uses security technology to provide security services to society. Systematic design, service and management.

( 安全管理 )

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编号：AQ-SN-0652

工作面顺槽围岩锚注加固技术的应用研究

(最新版)

摘要：某矿针对7244工作面顺槽的围岩特点，在高性能预拉力锚带网索基本支护的基础之上，配以另外两种支护技术手段，采用锚注喷联合支护方式，现场实践表明，该支护方式有效控制了巷道变形，增强了巷道支护的稳定性和完整性，而且有效地控制了水患，效果显著。

关键词：锚注加固；联合支护；效果

1工作面概况

某矿7214工作面位于第一水平四采区，北四采区上山右翼第二阶段，上部为7242工作面采空区，南边7243工作面正在回采。地面标高＋23.96～＋24.5m，工作面标高-336.0～-404.0m。工作面走向长740m，倾斜长140m；煤层为72煤，根据钻孔资料，72煤厚0.7～

2.0m，平均厚1.6m，含0.2~0.5m厚的夹矸，煤层赋存倾角25o。7244工作面构造较简单，未揭露断层，但顶板破碎，易冒顶；另根据矿井72煤层采掘资料，瓦斯涌出量大，属于高瓦斯煤层。水文地质条件较复杂，老顶砂岩裂隙水发育，采掘过程中顶板出现滴水、淋水、涌水现象，对掘进影响很大，最大涌水量为20m3/h，正常涌水量

15m3/h。煤尘有爆炸危险．煤层自自然发火倾向，地温高，地压大。

巷道沿72煤层砂岩顶板掘进，如图1所示。从现场实际情况看，砂岩顶板岩层中间见软弱夹层，属砂岩泥岩互层，泥质程度较高；同时该砂岩顶板组分复杂，易风化变脆，在顶板微弱弯曲应力的作用下极易脆裂，顶板随即失去连续性和完整性。由于地压较大，掘进期间围岩变形量十分强烈，特别是两帮移近量较大；从施工现场来看，煤层倾角偏大，偏软破碎，掘进期间高帮变形较大，片帮严重，围岩控制相对较困难。采用爆破掘进，断面高帮底角处要破帮破底，对煤帮维护特别是高帮的完整性不利，且直接底为泥岩，稳定性差，巷道局部地段顶板的淋水，局部地段顶、帮的渗水，使顶板和帮部围岩泥化严重，不仅降低了岩层自身的强度，进一步破坏

了顶板岩层和煤帮的稳定性，同时泥化的软弱岩层膨胀变形加剧，锚固层逐渐失效，不利于巷道的维护。

2巷道支护现状及存在问题

1)该巷道原采用锚杆锚索联合支护、局部地段辅以矿用工字钢棚支护的方式，由于锚固长度不够，锚固区外岩层移动量大，致使巷道围岩整体向巷内移动很大。

2)锚索5m的间距太大，仅起到微弱的补强作用，对围岩初期的变形根本未起到抑制作用，只有顶部围岩离层移动后锚索才起到悬吊作用，支护作用明显滞后；高帮侧锚索太大的间距造成巷帮两锚索之间中部围岩控制作用“失空”，煤岩体不协调变形．导致锚杆受强烈的剪切破坏，帮角锚杆破断失效较普遍，进一步减弱了高帮的支护，形成锚固区煤体整体移动，变形量较大。顶、帮均有渗水，局部地段顶板有较大淋水，使巷道弱质岩层大量快速泥化，锚固逐渐失效，巷道围岩急剧膨胀变形，巷道断面收缩严重，多数地段甚至出现局部冒顶，严重威胁巷道的正常掘进。

4)矿用工字钢梯形支架承载力较低，不能有效控制两帮煤体的

快速移近，在掘进期间即形成倒扎角，采用大断面预留变形时，顶梁跨度增加使支架的承载性能快速衰减，进一步降低了支护效果。目前的架棚施工工艺不能保证顶板三角区填实，棚梁接口结构不严不实，支架稳定性大大降低，顶梁约束小，两帮柱腿内扎时，梯形支架很容易失稳，导致垮棚。采用矿用工字钢对棚支护效果也不明显。

5)锚杆和工字钢联合支护段，主要问题是刚度不匹配，不能同步协调承载。首先锚杆不能形成有效的初锚力，支护不及时，初期支护阻力偏低，因而不能有效控制初期的变形；其次，巷道围岩发生变形后，对工字钢形成压力，由于抗侧压能力极低，工字钢很快形成倒扎角，根本形不成有效的支护，因而对锚杆支护的作用很小或形不成加强支护效果，最终由于围岩变形过大，支护失效。

3合理支护参数设计

根据该矿7：煤层的围岩条件和支护现状，经过对现场实际情况的分析研究，确定该工作面回采巷道采用锚注喷联合支护方案。

巷道顶板采用6根M22×2400mm螺纹钢等强预拉力锚杆加4.1m

长M4型钢带以及菱形金属网联合支护，高帮采用5根M22×2400mm 螺纹钢等强预拉力锚杆加3.3m长M3型钢带及菱形金属网联合支护，每根锚杆采用2节Z2555型中速树脂药卷加长锚固；锚杆间排距

800mm×800mm。低帮采用3根M20×2200mm螺纹钢等强预拉力锚杆加1.3m长M3型钢带及菱形金属网联合支护，每根锚杆采用2节Z2555型中速树脂药卷加长锚固；锚杆间距为600mm×800mm。顶板每2排锚杆布置2套距离巷帮1.0m高预应力锚索系统，钢绞线规格为

18.24mm×6.3m，垂直顶板方向再向外带15o~20o；锚索间距

1800~2000mm，排距为1600mm，采用1节K2555快速树脂药卷和3节Z2555中速树脂药卷加长锚固。高帮每2排锚杆布置2套高预应力锚索梁系统，钢绞线规格为?18.24mm×4.8m，梁采用1.3m长的M4型钢带，锚索穿过钢带眼孔，两锚索间距1000mm，排距为1600mm，上下锚索分别与水平方向成＋30o、-30o扎向巷帮顶底板；下锚索距巷帮底板0.5m；每孔采用1节K2555快速树脂药卷和3节Z2555中速树脂药卷加长锚固。

在无水区喷30～50mm混凝土防止煤岩体风化潮解；在顶、帮潮