锚网索耦合支护技术在深部磷矿软岩巷道的应用
深部软岩巷道梯次耦合支护技术研究与应用
深部软岩巷道梯次耦合支护技术研究与应用牛遂旺（河南能源化工集团永煤公司 陈四楼煤矿，河南 永城 476600）摘 要为了解决陈四楼煤矿深部软岩巷道支护技术难题，基于耦合支护理念，提出了“锚网喷+长短锚索+围岩深浅孔注浆”的梯次耦合支护技术，有效控制了巷道围岩变形。
在南九采区轨道下山的矿压观测结果表明：巷道顶板下沉量及两帮位移量最大值分别为73mm 、147mm ，巷道顶板下沉及两帮收敛均得到了有效控制，支护效果良好。
关键词软岩 支护 梯次 耦合中图分类号 TD353 文献标识码 B doi:10.3969/j.issn.1005-2801.2017.03.004Study on echelon coupling supporttechnology under deep soft rock roadway and its applicationNiu Sui-wang(Chensilou Coal Mine, Yongmei Coal Company, Henan energy and Chemical Industry Group Co., Ltd.,Henan Yongcheng 476600 )Abstract: To solve technical problems under deep soft rock roadway supporting in ChenSiLou coal mine, based on the coupling support concept, the echelon coupling support scheme with “bolt-mesh-shotcreting +short and long anchor + surrounding rock shallow-and-deep-layer grouting” was provided. It effectively controls the surrounding rock deformation. The observation results of engineering application show that the maximum displacement of roadway roof and the maximum displacement is 73mm and 147mm respectively, the roof falling and two convergence are effectively controlled, and the supporting effect is good..Keywords : deep soft rock roadway coupling support echelon coupling shallow-and-deep-layer grouting收稿日期2016-12-20作者简介 牛遂旺（1975-），男，河南洛阳人，工学硕士，MBA ，高级工程师，2008年1月毕业于河南理工大学，现从事采掘技术管理工作。
锚网索梁喷联合支护在深部软岩中的应用
经济效益， 从而促进矿 井深部软岩锚 网索梁喷联合支护的推广应用。 关键词
中图 分 类 号 Ｔ ３３ ９ Ｄ ５ ． 文 献 标识 码
１ 工 程 概 况
益新煤矿三水平 北一石 门 区是 三 、 四水 平延 深工 程 的首采 区 ， 一石 门轨 道 巷是 该 采 区 的关 键 工程 。 北
Ｓ ＝ （。／ ａ ３ ）４
式中 ：。 单根锚 索超极 限破断力 ， ２ ０ｋ ６一 取 ６ Ｎ； ａ 一巷道宽度 ， ｍ； ｒ 上覆岩层平均容重 ， ２ ． Ｎ ｍ ； 一 取 ５ ３ｋ ／ ｋ一 安全系数 ， ２ 取 。
软岩 ， 巷道开挖后 ， 如不及时支护 ， 易抽 顶 、 极 片帮 。巷 道断面毛宽 ３９ ｍ， ． 毛高 ３ ５ｍ， ． 由于巷道跨度 和高度 均不适于一次性爆破成巷 ， 因此采用正 台阶施工方法 。 上部高度 ２ ３ｍ， ． 下部 高度 １ ２ｍ， ． 上部与 下部 留 ６ｍ 平 台， 上部前进一遍 炮 ， 下部 跟进一 遍 ， 此种 方法 工序 简单 ， 施工方便 ， 不但 作业 安全 ， 也有 利于 节约 正规循 环 时间， 提高掘进速度 。巷道采用锚 网索梁 喷（ 一梁 三 索） 联合支护方式 。 ３ 支 护参 数的选 择 （） １ 锚杆选用 ￣ ０ ｍ左旋螺 纹钢锚杆 ， ２ｍ 根据加 固 拱原理 ， 确定支护参数 。 锚杆 长度 ：
图 １ 锚 网索梁喷巷道断面 图（ ｍ） ａ ｒ
（ ） 索长度确定 ： Ｌ ＋ ＋ ２锚 ＝ 厶
收 稿 日期 ：０ １— ８— ３ ２ １ ０ ０
通过上式 计算 锚 梁排 距 为 １０ 锚索 梁 选 择长 ． ｍ， ３５ ｍ的 ２ Ｕ型钢加工成拱 形梁 （ 图 ２ 。每根 梁 打 ．４ ９ 见 ） ３ 根锚索 ， 梁距 ０ ８ｍ， ． 钢筋 网选择规格 １０× 网眼 ． ２ｍ， 规格 ７ ７５ ｍ， ｍ ５× ｍ ｍ圆钢制成 。使用 ４ ５ 水 泥 ， ２＃ 水
锚网索支护技术在软厚泥岩巷道中的应用
目前高应力软岩巷道的控制仍是巷道围岩控制 的一个难题， 现有的研究结果表明该类巷道具有变 形速度快、 变形量大、 持续变形的特点， 严重影响煤 ［1 － 3 ］ 。 矿的安全生产 已有的研究普遍认为软岩巷道的围岩具有松软 ［4 ］ 破碎的特点， 而且一般都存在破碎带 ， 因此解决 软岩巷道维护问题的关键在于准确的把握软岩巷道 围岩的裂隙分布和发展情况。目前已有的岩石内部 裂隙的理论分析方法不能够准确的描述或揭示软岩 巷道围岩内部的裂隙情况， 但是采用现场实测来研 究软岩巷道围岩内部的裂隙发育情况被认为是可靠 ［5 ］ 和可行的 。 国内外目前对于巷道围岩软弱、 松动破坏范围 很大的巷道， 一般采用锚杆均匀布置的方式， 并采取 喷浆措施， 但是都不能有效地控制该类巷道围岩的 变形破坏， 主要是因为现有的锚杆支护的锚固区一 破碎围岩的可锚 般都在围岩的塑性区或破碎区内，
· 160·
（ 第 43 卷第 8 期）
应用·实践
锚网索支护技术在软厚泥岩巷道中的应用
陈超群， 陈庆峰， 何利辉， 贾尚昆
（ 中国矿业大学 矿业工程学院， 江苏 徐州 221008 ）
要： 软岩巷道的维护问题一直困扰着地下岩土工程界 ， 已经成为阻碍煤矿安全生产的一个重 要因素。为了进一步认清软岩巷道的控制机理及提出合理的控制思路 ， 以某矿典型的软岩巷道 摘 为研究对象， 在分析巷道围岩变形特征和现场观测围岩内部破裂规律的基础上 ， 提出采用高强度 锚网索组合控制巷道的思路， 经过现场工业性试验， 该方案可以有效地控制围岩的变形和内部裂 隙发育， 实现该类巷道围岩的稳定。 关键词： 软岩巷道； 变形特征； 锚网索； 煤矿安全； 控制机理 中图分类号： TD353 文献标志码： B 文章编号： 1003 － 496X（ 2012 ） 08 － 0160 － 04
锚网索喷注联合支护在深部软岩巷道中的应用
其 困难 。 针 对 该 情 况 ， 秋 煤 矿 在 ２ 千 １区轨 道 下 山扩 修 施 工 中 ， 用 “ 网 喷 ＋锚 索 桁 架 ＋壁 后 注 浆 ” 结 合 采 锚 相
的联 合 支 护技 术 ， 强 了 深部 软 岩 巷 道 的支 护 ， 加 较好 地 解 决 了围 岩 松 软 、 变形 巷 道 的 支 护 难 题 ， 术 经 济 效 高 技 益 显著 ， 保 了工 程 质 量 和 生 产 安 全 。 确 关 键 词 ： 网喷 ； 后 注 浆 ； 合 支 护 锚 壁 联 中 图分 类 号 ：Ｄ ５ Ｔ ３５ 文献 标 志 码 ： Ａ 文章 编 号 ：０３— ５ ６ ２ １ ）３— ０７一 ３ １０ ００ （０ ２ Ｏ ０ ０ ｏ
ｇ ｉｅ ｅ ｒ ａ ｅ ｅｆ ｃｓ， ｎ ｕ ｅ ｈ ｎｇｎｅ ｒｎ ａｉｙ ａ ａｅ ｐ ｏ ｕｃｉｎ． ａｎ ｄ ｒ ｍａ ｋ ｂｌ ｆｅ ｔ ｅ ｓ ｒ ｄ ｔｅ ｅ ｉ ｅｉ ｇ ｑｕ ｌｔ ｎｄ ｓ ｆ ｒ ｄ ｔ ｏ
Ｋ ｅ ｗｏｒ ｙ ｄｓ： ｌｉｇ ａ ｈ ｔｒ ｔｎ ｔ ｒ ｅ ｈ； ｒ ｕ ｉｇ ｂｅ ｉ ｄ ｓ ａ ； ｏ ｂｎｅ ｕ ｐｏ ｉ ｂｏｔｎ ｎｄ ｓ ｏ ｃ ｅｉｇ ｗｉｈ ｗｉｅ ｍ ｓ ｇ ｏ ｔｎ ｈ ｎ ｈ ｆ ｃ ｍ ｉ ｄ ｓ ｐ ｒ ｎｇ ｔ ｔ
锚网索支护在软岩巷道中的应用_胡光华
第7期山西焦煤科技No．72012年7月Shanxi Coking Coal Science ＆Technology Jul．2012·技术经验·收稿日期：2012－05－09作者简介：胡光华（1975—），男，湖南桃源人，2011年毕业于太原理工大学，助理工程师，主要从事煤矿安全生产管理方面的研究（E －mail ）403177894@qq．com锚网索支护在软岩巷道中的应用胡光华（霍州煤电集团有限责任公司生产技术部，山西霍州031400）摘要针对软岩巷道返修率高和支护难的问题，提出了采用锚网索支护的机理和设计方法，并用FLAC 软件模拟验证支护设计的有效性，在支护施工过程中加强对支护质量的控制采取了针对性的技术措施，巷道支护监测数据显示，围岩的变形得到了有效控制，在工程应用中取得了显著的技术经济效果。
关键词软岩；参数；锚网索支护；矿压监测中图分类号：TD353文献标识码：A文章编号：1672－0652（2012）07－0009－04辛置煤矿地质条件复杂，煤层顶底板松软，巷道破坏严重，支护越来越困难，返修率较高，维护费用较大。
二采区掘进的4#煤层（沿煤层）区段巷，以前主要采用棚式支护，曾连续返修7次，严重影响了正常生产，亟需采用一种新的更有效的支护方式来支护巷道，保证生产的正常进行。
锚杆支护作为一种有效的支护方式在回采巷道支护方面得到了广泛的应用，通过围岩内部的杆体，改变了围岩本身的力学状态，提高了围岩的强度，从而在巷道周围形成了一个完整稳定的承载力，与围岩共同作用，支护效果良好，必要时再辅助锚索支护，对围岩进行补强，因此，可以应用于软岩巷道的支护。
1锚网索支护设计1．1工程概况辛置煤矿二采区位于斜井西翼，上至－50标高，下至－120标高，西至斜井向斜轴，东至斜井煤柱线，全区平均走向长550m ，倾斜长260m 。
本区4#煤层煤质松软破碎，煤层顶底板松软，节理发育明显，煤层中含2 4层镜状夹石，夹石厚度不均，且变化较大。
锚网索喷与注浆联合支护技术在深部软岩巷道中的应用
１前言 随着 开采深 度 的不断增 加 ， 矿 山压力 逐渐增大 ， 受 力环境变 得更加复 杂 ， 由 于软岩巷 道不 能为锚 杆提供 可靠 的着 力基 础 ， 锚 杆支护 主要使 用在 围岩稳定 程 度 较高 的巷 道 ， 在软 岩巷 道 、 深井 巷道 等复杂 困难 条件 下锚 索喷支 护 的锚 固力
在很大程度上取决于所锚岩体的力学性能 ， 软岩巷道的可锚性差是造成锚杆锚 固力低 和失 效 的重要 原 因 ， 在 软岩 中施工 大 断面巷 道 ， 传统 的支护 理论 和支 护 方 式不 能满 足要 求 ， 另一 方面 随着 科学 的进步 和现 代工业 的发 展 ， 出现 新的 支 护 理念和 新的支 护材 料 ， 兴山煤矿 一开拓 区ｌ １ ５ 队在施 工的三 水平南 一石 门２ ９ — ３ ０ 层下 段 收尾材料 道 ， 采用 锚网喷 与注浆联 合支 护技术 ， 实 现 了“ 锚注 一体化 ” ， 确 保 了支 护强度 及 施工安 全 ， 满 足 了生产 的 需要 。
固｛
３ ） 注浆 孔深 度 。 由于注浆 对裂 隙宽 度有 一 定的要 求 ， 而 围岩裂 隙宽 度 由外 往里逐 渐变小 ， 一般 地注 浆孔深度 应小于 裂隙 发育围岩 深度 ， 因此 ， 根据裂 隙发 育的 经验 公式 计算 出注 浆 孔深度 ４ ｍ， ４ ） 注浆 孔布 置 ： 已巷道 轮廓 线布 置 ， 排距１ ． ０ ｍ， 间距 １ ． ０ ｒ ｎ 。 ５ ） 注 浆压力 。 注浆 终压控 制在ｌ ～３ Ｍｐ ａ 之间。 注满 后 ， 浆液停 止不动 ， ， 保持 终压 不变 ， 维持ｌ ～３ ａｉ ｒ ｎ ， 以保证 注 浆充填 程 度和 密实 性 ； ６ ） 注 意事 项 ： ①要 提高 巷道 成形质 量 ， 首先 最大 限度地 减轻爆 破时 围岩 的松动破 坏 ， 减 少支护 工作难 度。 作 业规程 中要求 周边眼距２ ５ ０ 【 ｒ 皿， 要求缩 短 围岩 暴露 时间 ， 掌
锚网索支护技术在软泥岩巷道支护中的应用
锚网索支护技术在软泥岩巷道支护中的应用摘要：深井大倾角泥岩巷是地压大围岩变形剧烈的一类极难维护的巷道。
分析该类巷道围岩的层状赋存特点及软弱破碎条件, 提出锚杆锚索联合支护以提高巷道围岩的自承能力,减小围岩的变形的支护原理, 并研究了合理的锚杆支护技术和帮顶锚固方式, 包括顶板锚联网索支护、两帮全螺纹等强锚杆支护与临时支护技术。
关键词：深井;软岩巷道;锚杆锚索;原理；工艺深井大倾角泥岩巷围岩为非均质层状赋存, 在高地应力作用下表现为强烈的两帮移近和片帮, 同时在高压情况下，顶板管理难度加大，易掉顶，两帮与顶板较一般软岩巷道破坏更加严重, 同时层状顶板易发生离层冒落, 因此该类巷道不仅在采掘影响期间围岩急剧变形, 而且在应力分布趋向稳定后仍保持快速流变, 围岩累计变形量常以米计, 巷道维护十分困难。
1深井大倾角泥岩支护的方式分析非封闭式支架对顶板冒落的安全防范性能较好, 为目前的主要支护形式, 但由于支护阻力普遍较低, 且常常不能及时起作用, 不仅巷道支护成本高, 而且维护周期短、效果差。
单一的端部锚固锚杆支护, 在松软围岩中锚固力低, 锚固质量不可靠, 锚杆支护阻力不够, 不仅支护效果不好, 而且可能发生顶板垮落, 给安全生产带来隐患,因此极少采用。
锚杆、网、锚索的联合支护是把锚杆、锚索支护材料埋入岩层内,使锚杆、锚索与围岩紧密结合在一起,提高巷道围岩的自承能力,减小围岩的变形,从而达到巷道稳定的目的，特别适合软岩巷道。
2深井大倾角泥岩巷支护原理2.1锚杆支护的作用机理有悬吊作用、组合梁作用、加固拱作用、围岩补强作用和减小跨度作用等。
(1)悬吊作用在层状岩层中，锚杆将下部不稳定的岩层悬吊在上部稳固的岩层上。
锚杆所受的拉力来自被悬吊的岩层重量。
(2)组合梁作用在没有稳固岩层的薄层状岩层中，通过锚杆的预拉应力，将视为组合梁的各薄岩层挤紧，提高其自承能力。
决定组合梁稳定性的主要因素是锚杆的预拉应力及杆体强度和岩层性质。
深部软岩巷道锚喷网索耦合支护技术应用实践
深部软岩巷道锚喷网索耦合支护技术应用实践摘要：随着矿井开采深度的不断增加，深部软岩巷道支护的问题日趋严重。
本文通过现场监测分析了巷道变形破坏的原因，并利用软岩巷道锚喷网耦合支护技术对初始设计进行修改，有效地控制了巷道的变形，达到了预期的目的。
关键词：软岩巷道；锚喷网索；耦合支护锚杆支护技术已在软岩巷道支护中得到了广泛的应用，而许多软岩巷道的锚杆支护设计都是凭借经验或工程类比法来完成的，一味地强调支护体的强度、刚度，忽略了软岩本身具有较大塑性变形的特点，从而盲目施工，造成巷道支护效果不理想，甚至由于巷道局部出现的塑性大变形得不到有效控制，致使巷道由局部破坏发展成整个巷道失稳。
锚喷网索耦合支护技术充分地注意到了软岩巷道围岩本身具有的剧大变形能，并通过支护体与围岩相互作用，实现支护一体化、荷载均匀化，及时限制围岩由于塑性大变形产生不协调部位，实现巷道的稳定。
１地质概况与巷道初始设计１.1地质概况徐州矿务集团义安煤矿东三七煤运输下山巷道埋深850ｍ，按-17o坡度以220o方位穿层施工，由于巷道埋深大，已超过软化临界深度，巷道围岩呈现出大变形、大地压、难支护的现象；加之受断层构造带的影响，巷道围岩十分破碎，其岩性为灰色泥岩，巷道开挖后泥岩吸附工程用水及空气中的水分，产生较大的塑性变形。
1.2 巷道初始设计巷道初始设计采用工程类比法，支护方式为直墙半圆拱形锚喷网索支护方式，其主要技术参数如下：①巷道支护规格（宽×高）为：3.４m×2.８m，全断面每排共布置1１根锚杆，锚杆选用直径２０mm,长2000mm的左旋无纵筋螺纹钢等强锚杆，间排距为700mm×800mm，每根锚杆使用2卷Z2335型树脂锚固剂进行端头锚固，设计锚固力不低80KN，铁托盘规格为：120mm×120mm×10mm。
②钢筋梯规格：净长3.0m，由直径12mm的圆钢加工而成；金属网采用电焊平网，规格：网片尺寸２.4×1.0m2，网孔尺寸50×50mm2 。
深部软岩巷道锚梁网+锚索支护技术应用
深部软岩巷道锚梁网+锚索支护技术应用摘要：通过对深部软岩巷道破坏原因的分析，针对此类型巷道的特点提出了矩形断面锚梁网+锚索联合支护的设计思路，利用 FLAC3D有限元软件对设计方案进行了力学分析，通过现场施工监测，该施工方案可以有效控制围岩变形，为锚杆支护设计提供新的思路。
关键词：锚梁网；锚索；软岩巷道深部软岩巷道受压变形快，巷道破坏严重，围岩变形量大，受采动影响明显等给井下支护工作造成了严重的安全隐患，也是井下巷道支护的难点。
在变形巷道中纯锚杆支护只能在短时间内控制围岩的变形，要想取得理想的支护效果，就必须采取有针对性的补强支护措施。
1、软岩大变形巷道的支护特性分析软岩大变形巷道围岩以泥岩、砂质泥岩为主，岩体破碎，单轴抗压强度较低，胶结性差，并含有大量的亲水性矿物，易分化潮解。
当煤矿埋深较大时，巷道会出现明显的变形破坏：（1）巷道顶板下沉量大，变形速度快，持续时间长，处于巷道顶部的锚杆在顶板离层的作用下已难以达到稳定岩层范围，破碎围岩在变形加剧的影响下，造成了锚杆的锚固失效。
（2）帮部变形呈现不对称性，巷道会出现向一边收敛的趋势。
由于变形的剧烈，大部分帮部锚杆出现螺母压坏托板的现象，失去托板承托效应的锚杆锚固力明显减弱。
（3）巷道底部出现大量的底鼓现象，并且底鼓的出现与顶板下沉、帮部收敛同时发生，相互影响，形成恶性循环。
（4）巷道围岩对扰动极为敏感，当受到采动等影响时，会发生剧烈的变形，甚至整体失稳破坏〔1〕。
且巷道围岩表面由于大量的亲水性矿物的存在，风化、潮解现象严重，进一步加剧了巷道的变形。
2、软岩变形巷道支护设计原则对于软岩变形巷道的支护设计可以使用锚梁网+锚索支护设计，较大断面巷道设计可以提供较大的变形预留量，增加巷道变形的安全系数；锚杆支护可以改变围岩的物理力学性质，有效地约束围岩变形。
钢带的施加可以充分发挥锚杆的主动支护效能，提高锚杆支护的整体性，并与锚杆一起形成锚梁来控制围岩变形。
锚网支护技术在深部返修巷道中的运用
锚网支护技术在深部返修巷道中的运用◎段治国（作者单位：河南能源化工集团义煤公司石壕煤矿）矿井支护是煤矿生产中的重要环节和生产技术管理中的重要组成部分，是由不同层次的系统在空间和时间上有机联系的一项巨大的系统工程。
随着矿井开采深度的增大，巷道受地压影响显著，加之巷道围岩性质和支护方式因素的影响，致使一些巷道只能维持很短的时间。
因此，如何对深部返修巷道进行支护工作，就是目前各个煤矿开采企业在工作环节中需要解决的问题。
一、实际案例分析煤矿开采企业在实际进行深部返修巷道的支护工作时，由于具体可以使用的支护技术方法有很多。
因此，想要对支护方法进行合理的选择，必须要结合实际的工作情况进行深入分析，明确工作的重点及难点所在。
目前，我国某地区一处煤矿开采煤层已处于三段，三段主井、副井和胶带道等主要巷道是矿井运输、通风和行人的咽喉，保证三条巷道围岩稳定性对矿井生产和发展至关重要。
但由于巷道离地表的垂距已达610m，巷道维护日趋困难，返修频繁，每年巷道返修达3-4次，其返修费相当惊人。
根据目前状况，三段副井矿压显现最剧烈。
主要表现在顶底板移近速度较大，在接近一年多的时间里，副井高度由原来的2.O m 下降到1.0-1.2m。
为此，选择状况最差的一段为试验巷道。
巷道倾角3-5°，三段副井是沿煤层顶板掘进的，在地压作用下，经过多次返修，顶板下移0.8-1.4m。
煤厚平均1.0m，其下尚有0.20m 的煤层，但被0.20m 的凝灰岩（灰白色、质软、类白泥）隔开，顶底板岩性。
通过对具体情况的分析和研究，煤矿开采企业决定选择使用锚网支护技术，进行深部返修巷道的施工工作。
二、锚网支护技术的基本原理及应用优势在选择使用锚网支护技术时，还应当掌握该技术的基本原理及应用优势，结合具体工作任务，拟定合适的工作方案。
1.基本原理。
锚网支护是通过在岩土体内施工一定长度和分布的锚杆，与岩土体共同作用形成复合体，弥补岩土体强度不足并发挥锚拉作用，使岩土体自身结构强度潜力得到充分发挥，保证边坡的稳定。
深部软岩巷道锚网索_桁架耦合支护技术及其工程应用
第28卷 增2岩石力学与工程学报 V ol.28 Supp.22009年9月 Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering Sept .，2009收稿日期：2008–07–04；修回日期：2008–10–07基金项目：国家自然科学基金重大项目(50490270)；国家重点基础研究发展计划(973)项目(2006CB202200)；教育部创新团队研究计划项目(IRT0656) 作者简介：郭志飚(1976–)，男，2006年于中国矿业大学(北京)岩土工程专业获博士学位，现任讲师，主要从事深井支护等方面的教学与研究工作。
E-mail ：guozhibiaobj@深部软岩巷道锚网索–桁架耦合支护技术及其工程应用郭志飚1，李 乾2，王 炯1(1. 中国矿业大学 岩土工程研究中心，北京 100083；2. 北京城建集团有限责任公司，北京 100083)摘要：深部软岩工程复杂工程地质条件使原有的浅部工程的支护技术和方法不能满足实际工程需要。
提出采用锚网索–桁架耦合技术进行深部软岩巷道支护。
利用理论分析和数值模拟等手段分析锚网索–桁架耦合支护的技术原理和力学机制，分析该技术的关键和特点。
将研究成果应用于我国最深的第三系软岩巷道支护工程实践，通过现场监测验证了支护方案的合理性。
关键词：采矿工程；深部软岩；锚网索–桁架耦合支护；力学原理；技术特点中图分类号：TD 35 文献标识码：A 文章编号：1000–6915(2009)增2–3914–06COUPLED BOLT-MESH-ANCHOR-TRUSS SUPPORTING TECHNOLOGY AND ITS ENGINEERING APPLICATION TO DEEP SOFT ROCK ROADW AYGUO Zhibiao 1，LI Qian 2，WANG Jiong 1(1. Institute of Geotechnical Engineering ，China University of Mining and Technology ，Beijing 100083，China ；2. Beijing UrbanConstruction Group Co .，Ltd .，Beijing 100083，China )Abstract ：In deep soft rock roadway ，supporting technologies and methods which have been adopted in shallow engineering are not applicable due to complex engineering geological conditions. The coupled bolt-mesh- anchor-truss supporting technology is suggested. The rationality and mechanism of the technology are studied by means of theoretical analysis and numerical simulation. Its technical characters and key points are analyzed. The results are applied to the deepest soft rock roadway in China. The rationality of the supporting scheme has been validated by field monitoring.Key words ：mining engineering ；deep soft rock ；coupled bolt-mesh-anchor-truss support ；mechanical principle ；technical characters1 引 言由于深部岩体处于复杂的工程地质环境，使深部岩体表现出的力学特性与浅部开采时往往具有很大的差异，并且，随着开采深度的增加，伴随着硬岩矿井向软岩矿井的转型。
锚网喷、锚索联合支护在深部矿井巷道中的应用
锚网喷、锚索联合支护在深部矿井巷道中的应用李铭【摘要】以芦岭煤矿三水平石门支护为工程背景,根据现有的支护措施、围岩变形破坏状况及围岩力学分析,总结了巷道变性破坏的主要原因,提出错网喷、锚索联合支护方案,运用FLAC模拟软件对巷道位移场及围岩塑性区分布特征进行模拟计算,并通过现场矿压观测结果分析,该支护方案成功控制了巷道围岩的破坏变形,取得了良好的支护效果.【期刊名称】《中国煤炭》【年(卷),期】2013(039)003【总页数】4页(P33-36)【关键词】巷道支护;锚网喷支护;锚索支护;联合支护【作者】李铭【作者单位】安徽理工大学能源与安全学院,安徽省淮南市,232001【正文语种】中文【中图分类】TD353.61 地质概况芦岭煤矿三水平矿建工程主体岩巷均处工广保护煤柱线内，10＃煤层底板距离巷道的垂直距离在30 m 以内，10＃煤层厚 1.46～2.88 m，平均2.8 m，煤层底板为粉砂岩，局部含少量细砂，岩厚约10～30 m。
Ⅲ1采区石门沿掘进方向穿10＃煤层施工，施工后期会揭露10＃煤层。
该区域地质构造简单，煤岩层倾角20～27°，勘探中未发现较大的断层，根据区域地质构造分析，巷道进入－700 m以下，局部会出现小的隐伏构造，巷道受此影响，局部岩层倾角变化为23～27°，岩层裂隙较发育，岩层较破碎易冒顶。
2 巷道变形破坏原因根据现有的支护措施、围岩变形破坏状况及围岩力学分析，认为巷道变形破坏有两个方面原因。
（1）巷道围岩完整性差。
芦岭煤矿深部巷道围岩体强度较低，完整性差，岩体的强度是由岩石的性质和结构面的性质决定的。
此段巷道围岩的岩性是以细砂岩、砂质泥岩为主，岩石本身的强度较高，但是围岩结构面的性质较弱，结构面的裂隙发育很好，导致整个岩体的强度降低。
在高应力作用下变形非常明显，围岩的稳定性很差。
（2）围岩的力学性质。
Ⅲ1采区下部石门掘进深度约为930 m，根据芦岭煤矿的地应力测试报告分析，三水平的垂直应力近18 MPa，水平应力为12 MPa，较二水平而言，应力增加明显，使得围岩松动范围相应增加，破碎程度也明显加剧，变形强度会加剧。
深部软岩巷道锚网索耦合支护设计及施工技术
×３９￣ｍｍ。巷道预计局部有小断 层 ，自重应 力和构 造应力 ２．１ 支护 形式 选择
较高 。据 地 应 力 测 试 结 果 ，巷 道 最 大 主 应 力 ２７．７５ — ３２．３６ＭＰａ，方 向 ＮＷ４３。一６０。，最 小 主 应 力 ２０．７５ — ２５．０７ＭＰａ，可见应力水平 较高且 以构造 应力 为主 。巷 道位 于晚古生界二迭系下二 迭统下 石盒 子组下 部砂 页岩段 和山
１ 工程概 况及 地质 条件
２ 耦 合 支护 设计
该巷道在初期 掘进 中 ，曾 出现 了肩窝 处下 沉量 大 、两 帮移近量较大和不 同程度 的底 臌现 象 ，一定 程度 上影 响 了 巷道的正 常掘进 和 安 全使 用 。这 主要 是 由于 巷道 埋 深大 、 地应力高 、围岩较破碎 和原 有支 护设计 未 能有效 实现 支护
理论 研究 和工程 实践表 明 ，锚 网喷初 次耦 合支 护通 过 主动促稳从 而 最大 限度 地 保护 巷 道周 边 围岩 的 自撑 能力 ， 关键部位 二次 锚索耦合 支护通 过调 动巷 道深部 围岩 强度从 而实 现对浅 部 围岩的控 制 ，使支 护体 与 围岩在 强度上 、刚
西组上、中段砂 页岩、煤层段 中 ，揭露岩性 主要 有砂 页岩、 砂岩、页岩 和煤层 ，以砂 页岩为主 ，岩层层 理、节理发 育 ， 结构较为破碎 。据 ｘ射线 衍射试 验结果 ，砂 页岩 中粘 土矿
锚网索梁联合支护在深部软岩大断面巷道中的应用
锚网索梁联合支护在深部软岩大断面巷道中的应用黄宜和（黑龙江龙煤矿业集团股份有限公司鹤岗分公司开拓技术部，黑龙江鹤岗154100）摘要该文阐述深部煤巷大断面巷道应用锚网索梁喷联合支护方式的作用、原理、施工工艺和优点，可操作性，以及较好的经济效益，从而促进锚网索喷联合支护的推广应用。
关键词锚网喷锚索梁大断面联合支护中图分类号TD353文献标识码BBolt－net－cable Combined Supporting System Being Usedfor Large Tunnel in Deep Soft StratumHuang Yihe（Development Department，Hegang Branch，Longmei Coal Industry Group Ltd．154100）Abstract That paper illustrates the function，theory，methods，advantage，availability，and better economical benefit are got by bolt－net－cable com-bined supporting system being used for large tunnel in deep soft stratum，and resulting in promoting the new technology to be used widely．Key words bolt－net－concreteshoting bolt－cable－beam large tunnel combined supporting system龙煤矿业集团鹤岗分公司兴山矿一开拓区116队应用现代支护理论，在煤层中采用锚网索梁联合支护方式施工大断面三水平延深巷道，取得了较好的支护效果。
1工程概况兴山矿下延采区缆车暗井下山，位于地表下430 m，设计断面20m2。
锚注技术在深部软岩巷道维修中的应用
锚注技术在深部软岩巷道维修中的应用
山东海力集团公司石桥煤矿 徐克柱 鹿建设 李忠宝
摘 要：石桥煤矿-580m水平开采深度800多米，-580水平配电所布置在3煤底板中，底板以泥岩及粉沙岩为主，裂隙发育，遇水膨胀，底鼓 严重，经多次维修仍效果甚微。经反复论证、对比，最后运用“锚注+网、索、喷”联合支护技术对配电所巷道再次修复加固后，取得了满意的 支护效果。 关键词：锚注；深部开采；软岩
一、概况 山东海力集团石桥煤矿是一个设计年产能力 30 万吨的矿 井， 矿井地质条件复杂， 断层发育多且伴生成组小断层的矿井。 近年来随着开采深度的增加，受地应力及开采影响，原来的支 护工艺锚网喷支护已无法达到预期的效果。巷道变形严重。维 修率逐年增加，生产成本提高且严重威胁着矿井的安全生产。 -580 水平的配电所布置在 3 煤层的底板当中，底板主要 是泥岩及粉沙岩，层理杂乱，遇水碎胀，两帮移进量达 360 ㎜， 底鼓严重，直接影响整个采区的供电。原支护形式为半圆拱断 面，净宽 4.5 净高 3.65m，采用普通锚杆￠ 20 ㎜ ×2000 ㎜ 的 全螺纹树脂锚杆，间排距 800 ㎜ ×800 ㎜，金属网为 10# 冷拔 钢丝编织，规格 3800×1000mm，网眼尺寸 100×100mm，喷 厚 150 ㎜。维修，分别采用“锚网喷 + 锚索”和“锚网喷 + 普 通 U 型钢可缩支架”进行过 2 次维修，但控制效果仍然较差， 达不到使用要求。 为了保证配电所的正常使用，石桥煤矿运用“锚注 + 网、 索、喷”联合支护技术对配电所巷道进行了第 3 次修复加固， 取得了满意的效果。 二、修复加固方案及参数的选择 根据巷道的破坏变形的情况和已经掌握的地质资料，本着 控顶、固帮、封底的原则，确定支护工艺参数如下： 1. 初次支护：普通锚杆￠ 20 ㎜ ×2000 ㎜ 的全螺纹树脂 锚杆，顶、底板间排距 1600 ㎜ ×1600 ㎜，全长树脂锚固， 锚 固 力 不 小 于 100KN, 金 属 网 为 10# 冷 拔 钢 丝 编 织， 规 格 3800×1000mm，网眼尺寸 100×100mm，初喷 50 ㎜。一次支 护预留变形量 50-80 mm。 2. 二次支护：待巷顶、帮围岩变形量达到 80mm 时，采 用 7 股￠ 5mm 直径为 15.24 的高强度钢铰线，长度取 6m， 树脂药卷端头锚固，设计锚固力不小于 270KN，顶间排距 1600×1600mm 底间排距 1000×1600mm, 锚索托盘采用 12 mm 厚的钢板制成，规格为 300×500×12（长 × 宽 × 厚）锚注 3. 加 强 锚 注 支 护： 注 浆 锚 杆 的 杆 体 长 2m， 杆 体 采 用 YB24-63 国标焊管￠ 24×2.5mm，外部带有 100mm 的滚丝， 中间注浆段长 1400mm，杆尾长 300mm，压扁并拧成麻花形。 在杆体上交叉布置￠ 6 mm 的注浆孔 11 个，为对穿管体圆孔， 孔距 100 mm，间排距 1600×1600. 注浆泵采用 2ZBQ-11.5/3 型气动注浆泵，所用注浆液为水 泥 - 水玻璃双玻璃，选用 425# 普通硅酸盐水泥，出厂日期超 过 3 个月禁用，水玻璃采用 38Be′水玻璃，模数 n ＝ 3.2，比 重为；1.355 ㎏∕ L，注浆材料的质量配比为：0.75 ～ 0.5：1： 0.06（水：水泥：水玻璃）。 注浆压力以 1.5 ～ 2.5MPa 为准，最大注浆压力为 3MPa （主要考虑底脚注浆锚杆）。为了防止注浆在弱面浆液扩散 较远，造成跑漏现象，在控制注浆压力和注浆量的同时，必须 控制注浆时间，使注浆时间不宜过长。一般单孔注浆时间取 20 ～ 30min。相邻钻孔一旦跑浆，应及时封邻孔或停止注浆。 为保证注浆质量，根据情况应及时复注，复注量一般为第一次 注浆量的 60 ℅。
锚网索支护在软岩巷道中的应用
下 至柱线 ， ２ 西 东
全 区平 均走 向长 ５ ０ ｍ， 斜 长 ２ ０ｍｏ本 区 ４ 煤层 ５ 倾 ６ 煤 质松 软破 碎 ， 煤层 顶底 板松 软 ， 节理 发育 明显 ， 煤层 中含 ２～ ４层 镜状 夹 石 ， 石厚 度 不 均 ， 变 化 较 大 。 夹 且
图 １ 煤 层 柱 状 图
尺寸 为 １５ 属 于 大松 动 圈 ， ．０ｍ， 围岩 为 软岩 ， 采用 锚
杆形式 形 成组合 拱 支 护 软岩 ， 以达 到 良好 的效 果 。 可 组 合拱 理论 认 为 ： 在拱 形巷 道 围岩 的破裂 区 中安 装锚
再 辅 助锚 索支 护 ， 围岩进 行补 强 ， 对 因此 ， 以应 用于 可
摘
要
针对 软岩 巷道 返修 率 高和 支护难 的 问题 ， 出了采 用锚 网索支护 的机 理 和设计 方 法 ， 提 并
用 ＦＡ Ｌ Ｃ软件 模 拟验证 支护设 计 的有效 性 ， 支护 施 工 过程 中加 强 对 支护 质 量 的控 制采 取 了针 对 性 在 的技 术措 施 ， 道 支护监 测 数据 显示 ， 巷 围岩 的 变形得 到 了有 效控制 ， 工程 应 用 中取 得 了显 著 的技 术 在
泥质 粉砂 岩
ｌ ～４ ０ ５
４煤层
） 硝 喀 三 ｃ ｊ
０ ｏ
６
粉 砂岩
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杆 形成 的压 应力 圆锥 体将相 互交 错 ， 就能在 岩体 中形 成 一个 均匀 的压缩 带 ， 即组 合拱 。组合 拱是 利用锚 杆
深井软岩回采巷道锚网索支护技术应用
１ 锚网索联 合支护 的机理
式中： １ Ｌ一锚杆外露长度， １ ｍ 取 ０ｒ ； ０ａ
一
锚杆 的有效长度 ， ｍ ｍ； 锚杆锚固长度 ，ｍ ｍ 。
（） 网支护加固了围岩表面层 ， １锚 在软弱岩层 中形 成一种均匀压力带 或组合 梁 ， 使被 锚 固岩层 组形成 一 个整体承载结构 ， 了下部岩层 的受力状态 ， 改善 锚索锚 入上部稳定岩层或位 于上 部较远 的岩层 中 ， 下部软 将 弱岩层悬挂于上部稳定 的岩层 中。 （） ２当锚索长度等于、 大于松动范围时， 锚固位置 的岩层己远离掘进空间的表层， 将上覆岩层的压力传 递到距离巷道较远的围岩中， 使巷道保持完好。
２８ 第６ ０年 期 ０
童 甜技 堪晨
６ ７
深井软 岩 回采巷 道锚 囤索支护技 术应 用
苏光祥
（ 国投新 集能潭股份 有限公 司刘庄煤矿 ， 安徽 淮南 ２２０） ３０ １
摘 要 根据煤矿具体条件， 结合锚网索支护机理， 确定锚网索支护参数并在本矿具体应用， 验证了锚网索支护参数的合理性； 通过锚网索支 护， 有效的控制 了回采巷道 围岩 的变形 ， 障 了回呆巷道支 护的可靠性 ， 了工作面的颅利 回采。 保 保证
２ 工 程 实 例
一
巷道 上帮 使用 ｋ３０ ２５ 型锚 固剂 ３ ， 、 卷 顶 下帮为 ２ 卷。根据满 足顶板 最下岩层外表面抗拉强 度条件确定 组合梁厚 度 ， 即锚杆有效长度 Ｌ ： ２
一 一
１
＝ ． ［ １ 口 Ｊ ０ ５ Ｋ 。 ｉ
式中 ： 一巷道 宽度 ， ｍ； Ｂ ｍ
ｉ ｅ ｅｔ ｅｙｃ ｎ ｏ ｅ ｈ ｅｏ ｍ ｔ ｎ ０ ｈ ｔ ｆ ｃｉ ｌ ｏ ｔ ｌ ｄｔｅｄ ｆ ｖ ｒｌ ｎ ｌ ｆｔ ｏ ｅｍｉｉｇｇ ｔ ｙ ｎ ｎ ｕｅ ｈ ｌ ｂｌ ｙｏ ｔｅ趣 ｐ １ｉｇ ｌｃ ｎｕ ｅ ｈ ｎｎ ａｅ ，ａ ｄ ｅ ｓ ｒｄｔｅｒ ｉ ｉｔ ｆ ｈ 单 （ Ｉ ，ｗ １ ｈ ｅ ｓ ｒｄｔｅ珊陆Ｉ ｎｔｅｗ ｒｉ ｆｃ ． ｗａ ｅａ ｉ ＾１ ｉ ｌ Ｏ ｈ ｏｋ￣ ａ ｅ ｇ Ｋｅ ｙｗｏ ｄ ｄ ｅ ｒｓ ｅｐｍｉ ；ｓｆ ｒｃ ； Ｉｌ ａｅ ａ ；ｂ ｌ —ｍｅｈ—ｃ ｂｅ ８ｐ ｏｔ ｎ ｅ ｏ ｋ ｌｌ ｇ ｔ ｙ ｏｔ ｔｏ ｉ ｇ ｗ ｓ ａ ｌ ｔｐ ｒ ｌ
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西部探矿工程
１７ ２
锚 网索耦 合 支 护 技 术在 深 部 磷 矿 软岩 巷道 的应 用
程 宏
（ 河北 省 矾 山磷矿 ， 河北 张家 口 ０ ５ ４ ） ７ ６ １
摘 要： 河北省矾 山磷矿 ４９ １ｍ水平大巷埋深超过 ３ ０ 且受到工作 面回采的扰动 ， ５ｍ， 巷道支护非常困 难 。通过 对 该矿 工程地 质调 查 与分析 ， 确定 了矿 ４ ９ 水平 大巷 的破 坏 原 因， 究 了深部 软 岩巷 道 的 １ｍ 研 变形破坏机理 ， 确定了该巷道的复合型变形力学机制 ， 并结合数值模拟结果， 出了锚 网索耦合 支护 提 方案 。应用结果表明： 该方案可以充分发挥锚 网索的耦合支护作 用， 有效控制巷道 变形， 为矿 井的安
喷层开裂脱落 ， 锚网出露 ， 蠕变变形趋势明显。 （） ３楔体 冒落 。在 断层 带 附 近 ， 由于巷 道 顶 板受 几 组节理切割形成楔体 冒落 ， 或出现台阶状变形现象 。 ２ ３ 巷道变 形破坏 机理 分析 ． 根据 现场 调研 、 内试 验 、 场测试 及理论 分析 ， 室 现 巷 道 变形 破坏 的机理 主要有 以下几 个方 面 ：
实 例 ， 用 锚 网索耦 合 支 护设 计 思 想 ， 软 岩 巷道 变 形 运 从
１ ３ 工 程岩体 特性 ．
从巷 道初期 掘进 揭露 岩性来 看 ， 石 的节理裂 隙较 岩
发育 ， 节理面成不规则 的 Ｘ形分布， 节理面的平面距离
在 ０８ ｍ 之 间 ， 向的深度 在 ０ ８ ｌ 之 间 。节 理 ． ～２ 纵 ．～ ｍ
巷道局部围岩破碎 、 层理发育。所掘进区域地质构造较 为简单 ， 局部发育有小断层或挤压破碎带 ， 延伸较短。
＊ 收 稿 日期 ：０ １０－３ ２ １－３０ 修 回 日期 ：０ １０—７ ２ １ —３１
（） １巷道围岩变形量大。在 ３个月观测期内， 巷道 采用 原有 的支 护形式 ， 整体 的变 形 量较 大 ， 帮 收敛 量 两 最大达 ３ ０ ５ｍ 最大底臌量达 ４０ ０ ｍ 最 ０ ～４０ ｍ； ０ ～５０ ｍ， 大底臌速率达到 ６６ ／ 。 ．ｍｍ ｄ （） ２巷道两帮内挤臌 出。巷道两 帮由于岩性软弱，
２ ２ 巷 道变 形特 征 ． 从 已掘 巷道 的变形 情况来 看 ， 道矿压 显现 极为强 巷 烈， 主要 表现 在 以下 几个 方面 ：
４ ９ 水平 大 巷 所 处 地 层 走 向 Ｎ６。 倾 角 ４ 。 １ｍ ０Ｅ， １～ ２ 。平 均 ３。大 巷掘进 方 向和岩层走 向方 向基本 一致 。 ６， Ｏ，
石 的 完整性 不好 ， 理 裂 隙 发育 ， 于 不稳 固矿 体 。需 节 属
河 北省 矾 山磷位 于张 家 口市涿 鹿县境 内， 是我 国北 方 最大 的化 工矿 山 企 业 ， 生 产 磷矿 石 １０ ０ｔ 年 ２ ×１ 。该 矿 ４ ９ 水 平 大 巷全 长 ７ ８ 于 ２０ １ｍ ３ ｍ， ０ ７年 开 工 掘进 ， 期
全 生产创造 了条件 。
关 键 词 ： 岩巷 道 ； 网索耦合 支护 ； 软 锚 数值 模拟 中 图分 类号 ： ＴＶ５４ 文 献标识 码 ： 文章编 号 ：ｏ４ ５ １ （Ｏ １ １一 １７ ４ ５ Ｂ １ｏ— ７ ６２ １） ２ Ｏ ２一Ｏ
随着矿 山开采深 度的不 断增加 ， 工程灾害 日趋增 多， 对深部资源的安全高效开采造成了巨大威胁 。由于 深部 巷道所 处 的复 杂地质 力 学环境 ， 用浅部 的常规设 沿 计方法已难以适应工程设计的要求。因此 ， 必须针对深 部巷道 围 岩条件 及其 力学 特性 ， 采用 合 理 的设 计方 法 和 控制技术 ， 才能保证 巷道 围岩的稳定性＿ ］ 】 。通过工程 ≈
要采用顶板支护来保障安全生产作业。 ２ 巷道 变形 特征 及机 理分 析
２ １ 原支 护形 式 ．
间由于巷道底臌和变形量大 ， 进行了两次返修 。随着开
采 扰动 的影 响 ， 道 围岩大 变形 、 地压 、 支 护等现 象 巷 大 难
越来越严重 ， 给围岩稳定性控制带来很大难度 。 １ ２ 工程地 质条 件 ． ４９ １ｍ水平大巷位于矿体 下盘脉外 的黑 云母磷 灰 石岩中， 且黑云母含量较高 ， 层理发育， 掘进时容易出现 冒顶 、 片帮现象 ， 为中等稳固类型， 巷道掘进时应及时支
破坏的原因及机理分析人手 ， 提出锚 网索耦合支护设计 方 案 ， 功 应用 于现 场 ， 矿井 安全 生产 提供 理论 指导 。 成 为 １ 工 程概 况及 工程 地质 条件
１ １ 工程 概况 ．
面光滑， 一般不含水 ， 没有胶结物。 巷道 围 岩 强 度 普 遍 较 低 ， 轴 极 限抗 压 强 度 单 ４． ６ ａ抗拉 强 度仅 有 ２ ７６ ａ坚 固性 系 数 ｌ一 ９ ７ＭＰ ， ． ２ＭＰ ， 厂 ５ ， ～７ 块状结 构 ， 属脆 性 岩 石 。掘 进 巷道 顶 板 出 现 了块 状 楔形 的不 稳 固岩 体 。总 体来 说 ， 板 岩石 坚 硬 ， 岩 顶 但
作者简介 ： 程宏 （９ １ ， （ １７ 一 男 汉族 ）河北 尚义人 ， ） ， 工程师 ， 事采矿工程方面的研究工作 现从
１８ ２
西部探 矿工程
２１ ０ １年第 ｔ ２期
呈 散体状 结构 。向巷 道 内臌 出变 形较 为严重 ， 致使 帮部
网的刚度 ， 限制 了围岩 的过度 变形 。网与 网之间逐 扣连
护。
断面采用直墙三心拱形 ， 原设计采用锚网喷支护形 式 ， 护 参数 如 下 ：１顶 部锚 杆 采用 １Ｉ ９０ 支 （） ６ ５ｍｍ 的 １ 砂浆螺纹钢锚杆， 帮部采用 １Ｌ ７０ ｍ砂浆螺纹钢 ６ １５ ｍ 锚杆 ， 间排距 均为 ９ ０ ０ ｍｍ。 （） 层厚 度 ９ｍｍ， ２喷 ０ ３次完 成。