深部高应力掘道锚喷网索藕合支护技术应用实践.docVIP

深部高应力掘巷锚网梁索耦合支护技术应用实践 【煤矿，江苏 徐州 2211】随着深度的加大，生产矿井水平延深，巷道支护出现了一些新问题。围岩应力是不均匀分布的，支护体往往首先在薄弱部位变形破坏，导致巷道失稳薄弱部位。 １.1　地质概况 徐州矿务集团夹河7445里面掘进工作面处于-1010m西一采区，工作面标高-880～1000m，上部为7443工作面已回采结束，7445外面已回采结束，下部9445工作面已回采结束，7煤与9煤层间距23米，该巷道在应力集中区掘进，压力大。 1.2 巷道初始设计 巷道初始设计采用工程类比法，支护方式为采用不规则矩形断面锚网梁索支护，其主要技术参数如下： ①巷道支护规格（宽×高）为：净4.5×2.6m2，全断面每排共布置15根锚杆，锚杆选用直径22mm、长2400mm的左旋无纵筋螺纹钢等强锚杆，间排距为750mm×700mm，每根锚杆使用1卷Z2370型树脂锚固剂进行端头锚固，设计锚固力不低100KN，铁托盘规格为：120mm×120mm×10mm。 ②钢筋梯规格：净长4.7m，由直径12mm的圆钢加工而成；金属网采用菱形金属网，规格：网片尺寸5.0×1.0m2，8#铁丝编制 。 ③锚索：锚索规格Φ18.9mm，L=7250mm，锚索锚固深度7000mm，锚索每2.1m按“3-2-3”布置；布置2根时各距巷道中心线0.9m对称布置，布置3根时，中间1根布置在巷道中心线上，另外2根距巷道中心线各0.9m对称布置；每根锚索使用2卷CK2370、Z2370型树脂锚固剂CK2370在里、Z2370在外进行端头锚固，设计锚固力不低于24t 。 2 巷道变形破坏状况及原因分析 2.1巷道变形破坏状况 该巷道自2010年9月初开始施工，至2010年12月底共施工500m，经过三个多月的测点观测和日常观察发现：自巷道开挖后一月内出现整体变形，两个月巷道两帮移近量在70mm，顶板下沉量在50mm，巷道两拱肩处的围岩出现局部塑性大变形，造成巷道顶板肩窝锚杆、两帮最上部的锚杆崩断锚杆较多，个别锚索崩断，巷道上帮出现坠兜巷道急需进行修复。 2.2　 巷道变形破坏原因分析 ①对巷道高应力围岩的局部大变形估计不足，应力区支护参数弱，锚杆受水平压力及剪切力，造成崩断锚杆、锚索现象。 ②锚杆、锚索组合支护的部位不当：根据现场观察发现，巷道总是先从拱肩处发生破坏，进而造成整个巷道失修，虽然巷道内布置了锚索进行加强支护，但两帮没有打锚索，造成巷道两帮变形严重。3 巷道支护设计的修改3.1　锚网梁索耦合支护技术的特征 锚网梁索耦合支护技术的基本特征在于强调巷道围岩与支护体在强度、刚度及结构上的耦合。刚度耦合要求支护体有足够的刚度将巷道围岩控制在其允许变形之内，避免因过度变形而破坏围岩本身的承载能力；结构耦合是在巷道围岩产生不连续变形的部位进行加强支护，限制其不连续变形，防止因个别部位的破坏引起整个支护体的失稳。 3.2　巷道支护设计的修改 通过以上对巷道破坏原因的分析，我们认为巷道破坏的原因在于锚网梁与围岩之间和锚索关键部位未达到耦合，进而对巷道支护设计进行了如下修改： ①增加锚杆，巷道顶板上下肩窝第一根锚杆向巷道中心线第二根锚杆排距之间使用直径22mm锚杆进行加密支护，与原锚杆呈五花型布置；巷道上下帮从顶板第一根锚杆至第二根锚杆排距之间使用直径22mm锚杆进行加密支护，与原锚杆呈五花型布置。。 ②增加锚索耦合支护设计的修改：在巷道上、下帮各增打一根锚索加强支护；下帮锚索的布置方式为从下帮顶板第一根锚杆至第二根锚杆排距之间进行加密，与原锚杆呈五花型布置。上帮的布置方式为从顶板向下1.5m处，下帮的布置方式为从顶板向下1.0m处钢绞线全部采用Φ18.9 mm，长度5250mm，按照与水平线60°的仰角施工锚索，锚索的排距为4.0m。锚索距迎头不超过20m。修改后的支护断面图与布置示意图如下： 图1 7445里面皮带机道加密锚杆、锚索后支护断面图 图2下帮支护布置示意图 图3上帮支护布置示意图 图4 顶板布置示意图 4 支护效果 自巷道支护设计修改后，已施工有500m，通过设点观测及日常观察得出，自巷道开挖后一个月内出现整体变形，二个月内巷道两帮移近量约在70mm左右，顶板下沉量约在50mm左右，此后巷道的整体变形渐趋稳定，巷道两拱肩处的围岩变形得到了有效的控制，，巷道基本杜绝崩断锚杆、锚索现象。从以上分析可以看出，巷道变形明显减少，不连续变形得到了有效的控制，巷道支护情况满足安全生产的需要。 5 结束语 深部高压力巷道的围岩特点不同于浅部巷道的围岩特点，只有通过采取高强度的支护形式来满足巷道的支护要求，虽然投入偏高一些，但能有效控制巷道的变形、杜绝锚杆锚索崩断现象、减少巷道的修护，对