锚杆锚索联合支护技术在复杂条件下巷道掘进应用.docVIP

锚杆锚索联合支护技术在复杂条件下巷道掘进应用 　　[摘 要]本文从掘进巷道过断层、通过膨胀岩支护、过大断面交岔点支护等几方面，分析锚杆锚索联合支护技术在复杂条件下巷道掘进的具体应用。 　　[关键词]巷道掘进 复杂条件 锚杆锚索 联合支护技术 　　中图分类号：TD353 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）13-0170-01 　　1 引言 　　煤矿的掘进巷道施工过程中，经常会遇到一些特殊条件（巷道过断层、大断面交岔点、膨胀岩巷道等），而此时的巷道围岩的变形和破坏比较强烈，支护难度较大。若支护设计不当，就会发生冒顶事故。通常采用棚式（加密棚子、补打点柱或架设抬棚）支护时，其劳动强度大，材料消耗大，支护的效果也比较差，不能有效控制围岩的变形与破坏，保证不了巷道的安全。采用锚杆-锚索联合支护，则是一种主动支护，支护强度大，成本也低，支护效果又好，还比较快速、有效地解决这些特殊地段的巷道支护难题。 　　2 掘进过断层 　　我矿一采区的总回风巷就是布置在煤层中，沿顶板进行掘进。巷道掘进一段后，遇到一条正断层，落差2m多。掘进巷道断层附近的顶板比较破碎，伴生裂隙比较发育。为控制断层破碎带顶板岩层的变形和破坏，我们在原锚杆支护设计的基础上，增加了树脂注浆预应力锚索加固顶板，以保障巷道的安全。 　　1）采用锚杆加强支护。采用树脂加长锚固锚杆组合支护系统进行，加大锚杆截面与长度，采用左旋无纵筋螺纹钢筋，用两支规格分别为K2335和Z2360的树脂锚固剂锚固，帮锚杆长为2m，用两支规格均为Z2340的树脂锚固剂锚固。顶、帮上加密锚杆排距，均采用高强托板，顶帮均配有金属网和钢筋托梁联合支护。 　　2）采用锚索加固支护。在巷内的断层两端各10m进行加固。锚索形式：将索体直径、长度加大；锚固方式：树脂锚固和注浆锚固，采用两支型号为K2335和Z2360的树脂锚固剂锚固，锚固长度为1m，其余部分用专用水泥浆锚固；组合构件：采用3m多的12#槽钢作为锚索托梁，两根一组；锚索布置：根据断层走向和巷道掘进方向，在断层两端加大打一排锚索，将前后两根锚索用锚索托梁（槽钢）相连，靠近两帮的锚索与垂线成20？夹角，中间锚索垂直巷道顶板打设。 　　3）联合加固效果。根据现场观察，巷道断层区域围岩很长时间都没有发生明显的变形破坏，围岩位移并基本稳定，加固效果较好。 　　3 巷道通过膨胀岩支护 　　回风巷掘进施工时，个别地段围岩变形较为严重，顶板下沉量达，两帮移近量也大。由于巷道开始进入向斜构造带，围岩比较松软破碎，巷道压力较大，其巷道顶板内含有膨胀岩，且有充分的水源。顶板泥岩遇水膨胀软化，致使顶板浅部岩层呈松散状态，体积增大，锚杆受力增加，严重的个别锚杆被拉断，锚杆间金属网出现坠包现象。对此类膨胀岩巷道，一次支护很难完全控制岩石的膨胀变形，多采用两次支护，并要求及时封闭围岩。对这样的巷道，一次采用锚杆支护，二次采用树脂注浆联合锚固预应力锚索加固顶板。 　　1）锚杆支护措施。采用树脂加长锚固锚杆组合支护系统，锚杆杆体采用左旋无纵筋螺纹钢筋，分别采用K2335和Z2340的树脂锚固剂锚固，顶上每排5根，帮上每排每帮4根，均采用高强托板，顶帮均配金属网和钢筋托梁联合支护。 　　2）锚索加固措施。变形严重段巷道全面加固；配合锚索形式加固；采用树脂锚固和注浆锚固；在组合构件上，采用长些的12#槽钢作为锚索托梁，两根一组；在锚索布置上，每排2根锚索，锚索间距2.5m，左侧一根锚索垂直顶板打设，右侧一根锚索与垂线呈30？角，锚索排距1.6m。即每2排锚杆打一排锚索，前后两根锚索用锚索托梁；锚索预紧力：要求达到锚索极限拉力的4O%，即100kN左右。 　　3）联合加固效果。通过采用锚杆、锚索额支护加固，巷道围岩的强烈变形即可得到控制，使变形趋于稳定，切实保障了巷道的安全。 　　4 过大断面交岔点支护 　　总回风巷掘进到大断面后，又是一平面串尖形交岔点。为保证交岔点处的支护可靠，同样也在此处采用锚杆一锚索联合支护。 　　1）锚杆支护方案。在此大断面交岔点处，采用的支护方案仍是锚杆锚固方式，将顶锚杆数量适当进行调整。 　　2）锚索加固方案。因交岔点处两巷相互削弱，这使得巷道破坏的范围和底跨量均增大，因此需要计算所需锚索的长度与数量，以保证达到可靠支护。 　　根据现场直接顶的厚度和交岔点处的空顶面积，即可计算出直接顶的重量，再根据单根锚索的破断载荷（270kN），即可计算出所需锚索数量。将安全系数取为2，确定出锚索数量（根数）。同时，为防止巷道支撑压力向薄弱的位置转移，可在联络巷中增加几根短锚索，以确保安全。 　　3）联合支护效果。采用锚杆-锚索联合支护，对巷道交岔点顶重量，以及对锚杆、锚索的强度进行详细计算，即能保证支护的