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矿井深部巷道维修支护方式探究及应用[摘 要] 巷道维修支护技术的关键是如何对破碎松动围岩加固补强，如果维修时间掌握不好，如在围岩剧烈活动期，在高地压尚未重新分布完毕之前进行，则支护效果不佳，一般支护方法很难保证巷道支护完好；如维修支护时间滞后，待变形严重后维修，巷道的有害变形将会加剧，巷道冒顶的可能性增加，围岩破碎松动的范围将加大，给巷道维修工作带来极大的困难，不但成本增加，安全性也没保证，因此，矿井深部在围岩运动不强，基本完整的情况下确定巷道维修支护方式是一个关键问题 [关键词] 矿井深部 支护方式研究 一、推广理由 河南煤化集团鹤煤三矿矿井目前巷道支护方式主要采取的是：岩巷第一次支护锚网喷、架U型棚，个别地段加打锚索；煤巷第一次支护打锚杆挂网、架U型棚，个别地段加打锚索 矿井目前巷道维修主要采取的是：架U型棚、补喷、恢复原来的巷道设计断面、处理巷道帮顶，局部底鼓挖底等；二水平大巷以上巷道采取架U型棚维修后，巷道基本破坏不大；二水平大巷以下如三水平行人下山、轨道下山、三水平南大巷等采用直接架U型棚支护后，一般10～12个月巷道就要返修一次，增加矿井维修费用 巷道维修支护技术的关键是如何对破碎松动围岩加固补强，如果维修时间掌握不好，如在围岩剧烈活动期，在高地压尚未重新分布完毕之前进行，则支护效果不佳，一般支护方法很难保证巷道支护完好；如维修支护时间滞后，待变形严重后维修，巷道的有害变形将会加剧，巷道冒顶的可能性增加，围岩破碎松动的范围将加大，给巷道维修工作带来极大的困难，不但成本增加，安全性也没保证，因此，矿井深部在围岩运动不强，基本完整的情况下确定巷道维修支护方式是一个关键问题 1、锚网喷支护的作用原理 1）锚杆支护 （1）预应力作用。锚杆打进岩体后，将层理、节理发育的岩层串联在一起，在眼孔口处加设垫板，加设垫板实际上等于给锚杆以预应力，由于锚杆有预应力，当围岩应力释放，岩体出现裂隙产生强拉应力时，锚杆的预应力可以起到阻止裂隙的继续扩大，增加了岩体的抗剪强度，使围岩被锚紧，形成承载体 （2）围岩补强作用。巷道开掘后的壁面是双向受力状态，它的稳定程度比三向受力相差很多。而要使巷道壁面迅速达到三向受力状态，锚杆可以是巷道围岩壁面得到补强作用 （3）组合和悬吊作用。在巷道层状顶板上安装锚杆，提高了顶板岩层的承载能力，能有效地阻止岩层的层间错动。可以将层状岩层组合成一个梁，减少扰度，自然就增加了围岩的抗弯强度 （4）挤压加固和防止风化作用。在锚喷支护作用过程中，一方面，在锚杆孔全长范围内，阻止岩块的错动滑移，因而围岩变形受到抑制；另一方面，当围岩产生少量位移时，锚杆受拉，对围岩产生约束力，不仅能阻止围岩继续变形，而且两锚杆间的岩块在约束力的挤压下，产生“成拱效应”。喷射混凝土提高岩体的粘结力和内摩擦力，从而提高了围岩的强度。同时喷射混凝土层封闭了围岩，能够防止因水或风化作用造成的围岩破坏剥落 （5）改善围岩应力状态作用。巷道检修刷面达到设计断面后，及时喷射一层具有早期强度的混凝土，一方面，将围岩表面的凹凸不平处填平，消除因岩面不平引起的应力集中现象，避免过大的集中应力造成围岩破坏；另一方面，使巷道周边围岩由双向应力状态变成三向应力状态，提高围岩强度。同时，给布置钢筋网也起到很好的作用，能使钢筋网紧贴围岩 2）挂网的作用 增加喷层厚度、防止围岩脱落的作用。挂网后，可使一些松动的围岩不脱落，锚杆不外露，喷射混凝土后，使松动的围岩形成一个自然拱，锚杆全长能起到锚固作用，钢筋网可提高喷层抗弯与抗大变形的能力 3）喷射混泥土的作用 由于喷射混凝土和岩石的紧密粘结，不能能防止围岩的局部破坏，而且还将不稳定围岩“组织”成为承载结构的一部分，即把原来的荷载变成结构，提高承载能力 2、支护方案选择 从加固围岩考虑能改变岩体结构与力学性能，充分调动围岩自身支撑能力，选择支护方案为锚杆、钢筋网、喷射混凝土联合支护方案 1）支护参数 （1）锚杆。选用直径18?×1800?的树脂锚杆；间排距500×500mm±100mm；锚杆角度≥750（与设计角偏差±30）锚固剂采用K2335型树脂锚固剂（材质、规格、配比、性能合格）；锚杆锚固力：80KN （2）钢筋网（材质、规格、品种和焊接质量合格）。选用直径φ6.5mm普通圆钢，网孔距100×100mm，每片网的规格为800×800mm，网片搭接为一个网格，用10#铅丝格格相互扭接牢固；（初喷钢筋网外保护层的喷层厚度不小于20mm，不大于40mm） （3）喷射混凝土。混凝土选用32.5＃水泥、河沙、石子，配比为：1：2：2；河沙以中沙、粗沙，含水量控制在4～6％，可减少飞扬，又不堵塞管路，使用前过筛；石子要求最大