浅谈软岩煤矿巷道锚带加固技术的具体应用

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摘要：近年来，我国的许多矿区，如辽宁沈阳、山东龙口、吉林舒兰等矿区都先后遇到了软岩巷道的矿压控制与巷道维护问题。这些问题的出现，造成已经掘出的巷道要多次重复翻修，大大降低了正常的巷道完成和应用速度，不仅打乱了矿井的正常采掘，而且也直接导致矿井整体技术经济指标的恶化，给矿区的健康发展带来极为不利的影响。而锚带加固技术的应用有助于减少这一不利影响。本文将对软岩煤矿巷道锚带加固技术的具体应用进行阐述和分析。

关键词：软岩，煤矿巷道，锚带加固

前言：

软岩巷道的矿压控制与巷道维护是世界矿业和岩石力学的难题之一，也是目前国内外都急需解决的问题之一。随着矿山开采条件的日益复杂和其他岩土工程领域的工程地质条件的日益多样化，软岩支护问题所涉及到的工程领域越来越多，问题也越来越复杂。给矿山的开采带来极为不利的影响，而锚带加固技术则是解决或降低这些不利影响最为典型和成功有效的技术手段之一。

一、何为锚带加固技术以及锚的加固作用分析：

锚带加固技术的理解：

岩体锚带加固技术是利用特种中空锚杆兼做注浆杆，对岩体实施外锚内注加固处理的一种加固方式。它是岩体锚杆加固技术与注浆加固技术的有机结合，充分利用锚杆加固与注浆加固的各自优点，在提高岩体强度与稳定性的基础上，使围岩与加固结构联系起来共同发挥承载作用，以达到矿压控制和维护巷道的目的。

2，锚带加固作用

采用锚带加固技术，可以利用浆液封堵围岩裂隙隔绝空气，防止围岩风化；

锚带加固将松散破碎的围岩胶结成整体，提高了岩体强度；

加固后使得喷层壁后充填密实，保证荷载能均匀地作用在喷层和支护体上，避免出现应力集中点而遭破坏；

利用锚带支护，可以形成一个多层有效的组合拱，扩大了支护结构的有效承载范围，提高了支护结构的整体性和承载能力；

锚带加固后能使普通端锚杆实现全长锚固，提高了锚杆的锚固力和可靠性，保证了支护结构的稳定，同时也将多层组合拱连成一体形成共同承载体，提高了支护结构的整体性；

注浆使支护结构的断面尺寸加大，围岩作用在支护结构上的荷载所产生的弯矩较小，降低了支护结构中产生的拉应力和压应力，提高了支护结构的承载能力和适应性。

二、锚注支护巷道围岩力学分析

巷道开挖以后，原有的天然应力状态被破坏，围岩中应力重新分布，切向应力增大的同时，径向应力减小，并在不同处达到极限。在围岩压力作用下，切向应力在硐壁附近发生高应力集中，致使这一区域岩层屈服而进入塑性状态，进入塑性状态的围岩成为塑性区。塑性区的出现，使应力集中区从岩壁向纵深偏移，当应力集中的强度超过围岩屈服时，又将出现新的塑性区。塑性区和松动破坏区截然不同，松动破坏区没有承载能力，而塑性区具有承载能力。锚注支护的成败与选用的支护参数、支护时机、围岩的性质及施工方法等都有密切关系，又由于巷道岩性及地质条件复杂多变，很赡于施工前得到准确的原始地应力、围岩力学性质参数等原始资料，加之锚杆支护理论还不够成熟，使得难以通过理论计算定量地确定锚杆支护参数。因此，在松动圈测试的基础上，以松动圈理论作为支护参数和施工理论基础。

三、锚带加固技术的具体应用步骤：

（1）初喷混凝土

巷道爆破后敲帮问顶，将活矸处理掉，及时喷射混凝土封闭围岩，喷层厚度50mm。

（2）锚、网支护

顶部采用气动锚杆钻机钻孔；帮部采用气动凿岩机钻孔。孔深与锚杆等长；采用加长锚固方式。

（3）架U型钢拱形支架支护

①架棚净尺寸要求要根据具体的巷道进行设计。

②架棚尺寸严格按设计断面施工，净高允许误差0～50mm，净宽允许误差0～±50mm。

③棚距应根据具体的软岩煤矿巷道进行分析设计，棚与棚之间用圆钢拉杆连接，数量视情况而定。

④支架搭接长度视具体的软岩煤矿巷道而定，每个搭接处用新型限位双槽夹板。

⑤腰帮过顶采用钢笆，交叉密排，并要求横平竖直。支架的顶部及两帮、肩窝应背紧、背严、背牢，不得出现空帮空顶现象。

⑥棚腿采用料石铺底穿鞋，

⑦壁后充填注浆。

（4）复喷混凝土

巷道复喷前，注浆锚杆尾部螺纹部分使用特制护套保护，防止被浆液覆盖。对完成U型棚支护的巷道进行复喷封闭，复喷厚度为30～50mm，复喷后壁面不得出现空洞、裂隙，洒水养护不少于7天。

（5）锚注支护

①注浆工艺：打注浆锚杆孔安装注浆锚杆注底角孔注帮部孔注顶板孔。

②注浆采用自下而上、左右顺序作业的方式，注浆完毕后，根据观察结果确定是否复注及复注位置。

③连接好注浆系统管路设备，检查注浆泵各部件，先用水试注，确认系统连接准确可靠后，方可正常注浆。

④浆液水灰比约为1：1.5，水玻璃掺量为水泥重量的3～5%。在配浆容器中搅拌5min后配成注浆液。水泥在倒入搅拌桶时要过筛。

⑤开泵注浆按定压、定量控制注浆。

⑥注浆时，注浆工要站在注浆锚杆侧面适当的距离以外，以防孔内喷浆伤人。注完一孔停泵后，注浆工应立即卸下注浆管，并把它与另一根注浆锚杆快速连接，开始注浆。为加快注浆速度，可对2～3根锚杆同时注浆。

⑦注浆过程中要随时观察记录各注浆参数的变化，观察巷道表面变形情况，若发生跑漏浆液或巷道变形、冒顶征兆，应立即停止注浆处理。

⑧每班注浆后，用水冲洗管路5min，以防堵塞。

结语：

总而言之，虽然软岩巷道的矿压控制与巷道维护是世界矿业和岩石力学的难题之一，也是目前国内外都急需解决的问题之一。但是软岩煤矿巷道锚带加固技术的应用有利地解决和减少了这些难题带来的不利影响。在软岩煤矿巷道的建设和加固中还存在很多问题，等待着技术人员去探索，去解决。

[参考文献]

[1]何满潮．软岩巷道工程概论[M]．中国矿业大学出版社，1993

[2]惠兴田、王博、冯超，软岩煤矿巷道锚带加固技术应用[J]，煤矿安全，2010.3

[3]郑颖人等．地下工程锚喷支护设计指南[M]．中国铁道出版社，1988