摘要：某礦針對7244工作面順槽的圍巖特點，在高性能預拉力錨帶網(wǎng)索基本支護的基礎(chǔ)之上，配以另外兩種支護技術(shù)手段，采用錨注噴聯(lián)合支護方式，現(xiàn)場實踐表明，該支護方式有效控制了巷道變形，增強了巷道支護的穩(wěn)定性和完整性，而且有效地控制了水患，效果顯著。
??????? 關(guān)鍵詞：錨注加固；聯(lián)合支護；效果
??????? 1 工作面概況
??????? 某礦7214工作面位于第一水平四采區(qū)，北四采區(qū)上山右翼第二階段，上部為7242工作面采空區(qū)，南邊7243工作面正在回采。地面標高＋23.96～＋24.5m，工作面標高-336.0～-404.0m。工作面走向長740m，傾斜長140m；煤層為72煤，根據(jù)鉆孔資料，72煤厚0.7～2.0m，平均厚1.6m，含0.2~0.5m厚的夾矸，煤層賦存傾角25o。7244工作面構(gòu)造較簡單，未揭露斷層，但頂板破碎，易冒頂；另根據(jù)礦井72煤層采掘資料，瓦斯涌出量大，屬于高瓦斯煤層。水文地質(zhì)條件較復雜，老頂砂巖裂隙水發(fā)育，采掘過程中頂板出現(xiàn)滴水、淋水、涌水現(xiàn)象，對掘進影響很大，最大涌水量為20m3/h，正常涌水量15m3/h。煤塵有爆炸危險．煤層自自然發(fā)火傾向，地溫高，地壓大。
??????? 巷道沿72煤層砂巖頂板掘進，如圖1所示。從現(xiàn)場實際情況看，砂巖頂板巖層中間見軟弱夾層，屬砂巖泥巖互層，泥質(zhì)程度較高；同時該砂巖頂板組分復雜，易風化變脆，在頂板微弱彎曲應(yīng)力的作用下極易脆裂，頂板隨即失去連續(xù)性和完整性。由于地壓較大，掘進期間圍巖變形量十分強烈，特別是兩幫移近量較大；從施工現(xiàn)場來看，煤層傾角偏大，偏軟破碎，掘進期間高幫變形較大，片幫嚴重，圍巖控制相對較困難。采用爆破掘進，斷面高幫底角處要破幫破底，對煤幫維護特別是高幫的完整性不利，且直接底為泥巖，穩(wěn)定性差，巷道局部地段頂板的淋水，局部地段頂、幫的滲水，使頂板和幫部圍巖泥化嚴重，不僅降低了巖層自身的強度，進一步破壞了頂板巖層和煤幫的穩(wěn)定性，同時泥化的軟弱巖層膨脹變形加劇，錨固層逐漸失效，不利于巷道的維護。
???????? 2 巷道支護現(xiàn)狀及存在問題
??????? 1)該巷道原采用錨桿錨索聯(lián)合支護、局部地段輔以礦用工字鋼棚支護的方式，由于錨固長度不夠，錨固區(qū)外巖層移動量大，致使巷道圍巖整體向巷內(nèi)移動很大。
??????? 2)錨索5m的間距太大，僅起到微弱的補強作用，對圍巖初期的變形根本未起到抑制作用，只有頂部圍巖離層移動后錨索才起到懸吊作用，支護作用明顯滯后；高幫側(cè)錨索太大的間距造成巷幫兩錨索之間中部圍巖控制作用“失空”，煤巖體不協(xié)調(diào)變形．導致錨桿受強烈的剪切破壞，幫角錨桿破斷失效較普遍，進一步減弱了高幫的支護，形成錨固區(qū)煤體整體移動，變形量較大。頂、幫均有滲水，局部地段頂板有較大淋水，使巷道弱質(zhì)巖層大量快速泥化，錨固逐漸失效，巷道圍巖急劇膨脹變形，巷道斷面收縮嚴重，多數(shù)地段甚至出現(xiàn)局部冒頂，嚴重威脅巷道的正常掘進。
??????? 4)礦用工字鋼梯形支架承載力較低，不能有效控制兩幫煤體的快速移近，在掘進期間即形成倒扎角，采用大斷面預留變形時，頂梁跨度增加使支架的承載性能快速衰減，進一步降低了支護效果。目前的架棚施工工藝不能保證頂板三角區(qū)填實，棚梁接口結(jié)構(gòu)不嚴不實，支架穩(wěn)定性大大降低，頂梁約束小，兩幫柱腿內(nèi)扎時，梯形支架很容易失穩(wěn)，導致垮棚。采用礦用工字鋼對棚支護效果也不明顯。
??????? 5)錨桿和工字鋼聯(lián)合支護段，主要問題是剛度不匹配，不能同步協(xié)調(diào)承載。首先錨桿不能形成有效的初錨力，支護不及時，初期支護阻力偏低，因而不能有效控制初期的變形；其次，巷道圍巖發(fā)生變形后，對工字鋼形成壓力，由于抗側(cè)壓能力極低，工字鋼很快形成倒扎角，根本形不成有效的支護，因而對錨桿支護的作用很小或形不成加強支護效果，最終由于圍巖變形過大，支護失效。
??????? 3 合理支護參數(shù)設(shè)計
??????? 根據(jù)該礦7：煤層的圍巖條件和支護現(xiàn)狀，經(jīng)過對現(xiàn)場實際情況的分析研究，確定該工作面回采巷道采用錨注噴聯(lián)合支護方案。
???????? 巷道頂板采用6根M22×2400mm螺紋鋼等強預拉力錨桿加4.1m長M4型鋼帶以及菱形金屬網(wǎng)聯(lián)合支護，高幫采用5根M22×2400mm螺紋鋼等強預拉力錨桿加3.3m長M3型鋼帶及菱形金屬網(wǎng)聯(lián)合支護，每根錨桿采用2節(jié)Z2555型中速樹脂藥卷加長錨固；錨桿間排距800mm×800mm。低幫采用3根M20×2200mm螺紋鋼等強預拉力錨桿加1.3m長M3型鋼帶及菱形金屬網(wǎng)聯(lián)合支護，每根錨桿采用2節(jié)Z2555型中速樹脂藥卷加長錨固；錨桿間距為600mm×800mm。頂板每2排錨桿布置2套距離巷幫1.0m高預應(yīng)力錨索系統(tǒng)，鋼絞線規(guī)格為18.24mm×6.3m，垂直頂板方向再向外帶15o~20o；錨索間距1800~2000mm，排距為1600mm，采用1節(jié)K2555快速樹脂藥卷和3節(jié)Z2555中速樹脂藥卷加長錨固。高幫每2排錨桿布置2套高預應(yīng)力錨索梁系統(tǒng)，鋼絞線規(guī)格為?18.24mm×4.8m，梁采用1.3m長的M4型鋼帶，錨索穿過鋼帶眼孔，兩錨索間距1000mm，排距為1600mm，上下錨索分別與水平方向成＋30o、-30o扎向巷幫頂?shù)装澹幌洛^索距巷幫底板0.5m；每孔采用1節(jié)K2555快速樹脂藥卷和3節(jié)Z2555中速樹脂藥卷加長錨固。
??????? 在無水區(qū)噴30～50mm混凝土防止煤巖體風化潮解；在頂、幫潮解區(qū)噴70～100mm混凝土；在頂、幫滲流區(qū)采用?15mm鋼管制成長3000mm的注漿錨桿進行煤巖層內(nèi)部注漿：注漿孔直徑為42mm，孔深3.5m；鋼管伸入孔底端1.5～2.0m長度內(nèi)錯開鉆孔，孔徑由大逐漸變小，前端孔徑為8mm，后端孔徑為4mm；采用新型堵水材料馬麗散，每孔注4～8桶，注漿時間每孔20min左右。
??????? 4 施工工藝及要求
??????? 巷道頂板錨桿由巷道中部向兩側(cè)施工，巷道兩幫錨桿由巷道上幫向下底角施工。施工工藝流程：鉆巷道頂板中部錨桿孔→裝樹脂藥卷→裝組合好的錨桿→攪拌藥卷→上緊錨桿螺母→依次完成其他的頂板錨桿；準備安裝幫錨桿→鉆幫錨桿孔→裝樹脂藥卷→裝組合好的錨桿→上緊錨桿螺母→依次完成其他的幫錨桿→用風動扳手上緊所有螺母→用連同絲將金屬網(wǎng)連好。為方便工序及快速施工安裝，頂錨索滯后迎頭施工5～8m，錨索施工工藝流程：打頂板眼→送樹脂藥卷→攪拌樹脂→拉鋼絞線；注漿工藝：打注漿錨桿孔→安裝注漿錨桿→噴70mm厚混凝土→注底角孔→注幫部孔→注頂板孔。注漿采用自下而上、左右順序作業(yè)的方式，注漿作業(yè)滯后迎頭10~20m進行。
??????? 嚴格控制錨桿鉆孔深度，誤差控制在-20～＋20mm內(nèi)；要保證鉆孔平、直，不出現(xiàn)臺階，孔壁要清潔，鉆孔完成后，應(yīng)反復沖刷直至孔內(nèi)出清水，不留煤巖粉；保證錨桿具有較高的初錨力；絲扣外露≤30mm，確保錨桿上緊時，仍留有絲扣；網(wǎng)應(yīng)封閉頂幫巖煤體，金屬網(wǎng)搭接長度為100mm，接扣間距≤50mm。錨索鉆孔必須保證鉆孔直徑、錨索直徑、藥卷直徑合理匹配；保證鋼絞線外露250～300mm：鉆頭為?27mm或?28mm，鉆孔要直；錨索鉆孔施工完畢后，立即安裝藥卷，攪拌時間20～30 s，時間不要過長或過短，應(yīng)保證藥卷攪拌充分；錨索錨固段用一些細鐵絲做成毛刺，成“∝”型，同時在錨固段底部加擋環(huán)，輔以攪拌藥卷，保證藥卷的攪拌均勻到位。
??????? 5 礦壓監(jiān)測
??????? 為了觀測錨桿支護效果，研究支護參數(shù)的合理性，需設(shè)置相應(yīng)的測站，對圍巖表面位移、頂板離層狀況、錨桿載荷進行觀測。
??????? 采用測桿或測槍測量巷道相對變形量,從而判斷巷道的穩(wěn)定性；每隔50m安裝1個頂板離層指示儀，共安裝15個，監(jiān)測頂板穩(wěn)定性；安裝20個錨桿壓力枕以監(jiān)測錨桿強度是否合適；采用扭力扳手檢查錨桿安裝質(zhì)量。
??????? 6 結(jié)論
??????? 1)該礦復雜地質(zhì)條件下采用錨注噴聯(lián)合支護，以控制水患為核心，在高性能預拉力錨帶網(wǎng)索基本支護的基礎(chǔ)之上，配以另外兩種支護技術(shù)手段，分步支護，內(nèi)外兼治，達到治標又治本、治表又治里的最終目的；明顯改善了巷道圍巖的受力狀態(tài)和巷道整體承載能力，有效地控制了巷道變形，確保了巷道的長期穩(wěn)定，支護效果顯著。
??????? 2)噴射混凝土，不僅可以防止圍巖表面風化，改善圍巖表面性能，提高承載能力，而且在圍巖中形成一定范圍的非彈性變形區(qū)，使圍巖的自支承能力得以充分發(fā)揮；另外，漿液封閉圍巖表面后，頂板滴水和淋水現(xiàn)象減弱，大大改善施工現(xiàn)場作業(yè)環(huán)境；巖層內(nèi)部注漿將巖層內(nèi)的裂隙或破碎圍巖膠結(jié)在一起形成完整巖體，提高圍巖自身的承載能力，另一方面，使頂板涌永失去通道，減小頂板滴水和淋水現(xiàn)象。
??????? 3)減少了巷道維修費用，降低了事故的發(fā)生幾率，提高了社會效益和經(jīng)濟效益。
??????? 參考文獻：
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