掘进面锚网锚索联合支护技术的应用(全文)

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【摘要】在对掘进面巷道进行支护的过程中，深部巷道在进行开挖作业之后，巷道往往存在稳定性不足的隐患，具体表现在巷道结构容易出现变形。如果这种情况长期得不到维护会加大变形程度，产生底鼓，单纯的依靠锚网或者锚索进行支护效果往往不佳。通过实际应用，对掘进面采用锚网锚索联合支护技术，很大程度上能够控制好巷道的变形程度，有效的提升支护稳定性。本文主要通过对锚网锚索支护技术的详细参数进行切入，讨论锚网锚索联合支护技术的应用前景，为提升巷道的支护稳定提供了有效的帮助。

【关键词】掘进面；锚网；锚索；联合支护；技术应用

前言

锚网锚索联合支护技术通过结合锚网支护技术与锚索支护技术二者的优点，在锚网支护基础上进行锚索支护，能够有效提升掘进面巷道的支护效果，保证作业人员的人身安全。锚网支护技术是在巷道顶部设置一个组合梁，对掘进面巷道顶部进行支撑，防止掘进面顶部受力变形。但是如果掘进面巷道部分岩性较差或者是围岩存在较大的跨度，锚网支护技术对提升巷道稳定性的作用不够明显，掘进面巷道顶部就会存在变形甚至的漏顶的情况。在此基础上，使用锚索技术进行加固，对掘进面巷道围岩的强度进行控制，将掘进面巷道围岩的强度与支护结构融合形成稳定的整体，在掘进面巷道围岩岩性较差或者跨度较高的时候，能够有效的提升掘进面巷道的稳定性。

1 锚杆支护理论

锚杆支护的原理是将传统的支护架支护掘进面巷道转变成由周围岩层共同支护掘进面巷道顶部岩层。通过锚杆的作用，将掘进面巷道顶部与底部构成一个整体，压力由锚杆与底部共同承担，有效的降低了掘进面巷道顶部的变形程度，提升了整体结构的稳定性。大部分情况下，掘进面巷道的岩层岩性较好，锚杆支护能够起到显著的作用。通过锚网锚索形成的联合支护模式，在锚网的基础上悬吊锚索进行加固，能够有效的提升掘进面巷道的稳定性。锚杆支护形成的锚网能够全面的对掘进面巷道进行整体支护，锚索能够将锚网与掘进面巷道连成一个整体，分担掘进面巷道顶部的压力，提升了整体结构对于掘进面巷道的支撑性能。

2 锚杆选取参数的分析

2.1 顶锚杆的详细参数分析

（1）锚杆长度参数分析

锚杆长度参数计算公式如下：

L=KH+L1+L2

式中，L为顶锚杆长度；K为安全系数，为固定值1.5；H为顶板冒落高度，详细计算公式为：H=W0/2f，f为掘进面巷道岩石的岩性系数；L1为锚杆嵌入掘进面岩层的深度； L2为锚杆露在外面的长度。

（2）顶锚杆间距参数分析

顶锚杆间距参数计算公式如下：

式中，a为顶锚杆之间的间距或者行距，G为锚杆设计时的锚固力参数，k为安全系数，取固定值3，γ为掘进面巷道岩体容重。

（3）顶锚杆杆体直径参数计算

顶锚杆杆体直径参数的计算公式如下：

d≥35.52（Q/Rt）1/2

式中，d为顶锚杆杆体直径；Rt为杆体自身材料决定的抗拉强度系数，一般高强度锚杆抗拉强度系数取660Mpa；Q为锚固力，一般取70KN。

2.2 护帮锚杆参数分析

护帮锚杆的参数一般是根据实际施工作业单位的详细规章制度中进行说明，一般护帮锚杆采用长度选择2m，直径为20mm的等强度锚杆，间距为800mm，行距保持与顶锚杆一致，护帮锚杆的锚固力参数一般不能低于30KN。护帮锚杆护帮的加固范围计算公式如下：

c=tan（45° ）

式中，c为掘进面巷帮加固的范围，h为掘进面巷道高度，φ为掘进面巷帮岩体内的摩擦角度。

3 锚索支护详细参数分析

3.1 顶锚索长度参数分析

顶锚索自隐隐形拱曲线长度参数计算公式如下：

式中，b为掘进面巷道顶部宽度，P0为掘进面巷道顶部垂直情况下对地面的压强， 2为掘进面巷道顶板部分围岩岩体的抗拉强度。

一般在实际施工中，采用更为简洁的计算公式，如下所示：

L=La+Lb+Lm

式中，La为锚索处于岩层外部的长度，Lb为不稳定岩层的高度，Lm为锚索固定在掘进面巷道稳定岩层中的长度。

3.2 顶锚索强度参数分析

顶锚索强度的参数计算公式如下：G=b×L×H×γ

式中，b为掘进面巷道的宽度，L为顶锚索的行间距，H为极限情况下自隐隐行拱顶高度，γ为掘进面顶部岩层加权平均值参数。

锚索作为掘进面巷道稳定性的最后防护手段，必须确保其支撑性能足够满足掘进面巷道顶部压力。

4 锚杆锚索施工的工艺流程

4.1 锚杆施工工艺流程

通过以上的计算公式，确定顶锚杆、护帮锚杆的长度、直径与间距，选取合适的锚杆作为实际施工材料。在掘进面巷道顶部采用锚杆机进行钻孔，然后将选择好的锚杆进行安装，最后将锚杆拧紧，结束锚杆安装的工艺。具体流程如下进行说明。

在掘进机工作完成后，将其移出掘进面巷道，然后进行敲帮问顶工艺，将掘进面巷道中存在的活矸进行清理。然后将前部探梁进行迁移，确定掘进面巷道中位线以及锚杆的排距，计算好打眼的位置。为了更好的确定打眼位置，可以适当的设置一些丁为锚杆，才能更为快捷与准确的做好打眼工艺。护帮锚杆在安置的过程中，一旦打好了孔眼，就立刻将其进行安置，在打孔过程中需要事先计算好相应的锚索孔位，避免锚索无法进行安置。

4.2 锚索施工工艺流程

在锚杆施工工艺结束后，就需要进行锚索施工工艺。按照之前锚杆打孔时预留的锚索孔位，做好锚索打孔工艺。在锚索打孔工艺过程中，需要将深钻机反复打孔两到三次，然后使用长度约为一米的钎子进行修正，将孔位深度保证在设计要求范围之内，接着往孔位内放置两块CK2360树脂药卷，并通过钢制的绞线将其压至孔位底部，最后将其进行搅拌，搅拌持续十五秒左右，同时保证持续的压力超过一分钟。在进行作业的时候，至少需要两人合作进行施工，避免钢制绞线弹出设备对人体产生威胁。如果锚索的性能不足以满足实际的施工要求，需要及时进行更换，重新进行打孔作业，保证掘进面巷道的稳定性能。

5 结束语

在掘进面巷道施工中，采用锚网加锚索联合支护技术，可以对巷道围岩的强度进行强化，将巷道顶部与底部有机联合成为一个整体，形成一个稳定的结构，有效地提升了掘进面巷道的稳定性能。通过锚网加锚索联合支护技术的应用，对掘进面巷道进行了明显的加固，同时，降低了掘进面巷道的维护成本，提升了实际施工人员的工作效率，也显著地提升了掘进面巷道施工作业人员的安全系数。单纯地依靠锚网进行掘进面巷道加固主要受到了掘进面巷道顶部岩层岩性系数的制约，如果掘进面巷道顶部岩层的岩性不佳，就无法保证巷道的稳定性能。因此，在锚网加固的基础上进行锚索联合支护技术的应用，能够有效地提升掘进面巷道岩层的强度，加强掘进面巷道的稳定性能，避免发生变形、漏顶等情况威胁实际作业人员的人身安全。

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