软岩巷道的锚网索喷注联合支护技术

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摘要：分析了软岩巷硐稳定性影响的因素，总结了软岩巷道的支护治理原则。并结合现场实际提出了具有针对性的以“锚、喷、网”支护为主、以锚索、注浆支护为辅的支护方案，通过现场仪器试验，证明支护效果较理想。

关键词：软岩巷道 二次支护 锚喷支护

1 概述

对软岩巷硐进行维护在煤矿生产建设中一直没有得到有效的解决，困扰着煤矿的生产。在软岩巷道施工中，由于围岩变形量比较大，在一定程度上影响了其稳定性，同时增加了施工的难度，并且巷道屡遭破坏，导致维修的次数大大增加，并且需要对其进行多重维护，严重影响矿井的正常生产和安全运行。由于煤矿的实际生产条件存在差异，使得国内外无法形成统一的支护方法。为了取得良好的支护效果，只有对其力学原理进行具体分析，采用科学合理的支护措施。

我矿井为垂深210m的斜井，泥岩及砂质泥岩共同构成斜井所处的岩层结构，对于该岩层机构来说，其泥岩的特点是：裂隙多，层理复杂，易风化，低强度，并且遇风风化、遇水膨胀，泥化现象比较严重。在对井巷进行施工的过程中，对巷道进行维护难度较大，尤其是部分巷道已经发生严重的变形，在一定程度上对其进行多次修复，但是仍难以确保其稳定。

2 巷硐变形原因

导致巷道发生严重变形的原因主要表现在：首先，巷道断面较大，层理较多，并且应力分布不均；其次，构成巷硐围岩的泥岩和砂质泥，岩层强度低，完整性差。另外，掘进后处于稳定期的巷硐，在一定程度上发生着持续蠕变；巷硐两帮的较大变形及底板鼓起直接影响巷硐围岩的整体稳定性，这些因素在一定程度上，导致难以对巷硐进行围护。

3 巷硐治理支护技术

3.1 巷硐治理的控制原则

①预留断面，二次支护，对围岩、帮角等进行固结和加固。②在掘进巷硐过程中，产生集中应力，围岩强烈变形，通过“锚、喷、网”支护体系对围岩变形进行控制，需要进行复喷处理。③对围岩进行预应力锚索支护和注浆加固，避免巷硐掘出后稳定期间出现较大的、长时间的蠕变。④对帮、底进行加固处理，是确保巷道两帮整体稳定性的重点，受巷道帮、底变形的影响和制约，通过用倾斜锚杆和倾斜锚索对巷道底角进行加固，同时对两帮、底角和底板通过高效速凝材料进行注浆加固处理。

3.2 施工设计

通常情况下，将材料斜井巷道的断面设计成半圆拱形，同时按照宽度4000mm，墙高1500mm，中高3500 mm的标准设计掘进巷道。锚杆规格为Φ28×2600mm，并且具有强度高，可延伸的特点，按照排距800×800 mm设置锚杆的间距。如图1所示，按照设计要求，将下底角的两根锚杆与底板之间的夹角设置成40°。利用2卷Z2335的中速药卷进行锚固处理，同时使用普通的钢筋网。喷层厚度控制在50mm，在一定程度上将钢筋网覆盖。锚索布置如图2所示，长6.5m，孔深6m，排距2.4m。通过 4卷Z2350的药卷进行锚固，锚索托板采用250×250×20mm钢板进行制作。通常情况下，将4个锚索孔作为注浆孔，注浆孔深2m，排距为1.4m。

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图1 材料斜井断面锚杆布置图 图2 材料斜井断面锚索布置图

3.3 施工工序及要求

3.3.1 锚杆施工工序

通常情况下，①巷道掘出；②钢筋网铺设，每个断面使用4条？14mm的钢筋梯子梁进行相应的处理；③架设临时支护，顶部锚杆施工；④帮部锚杆施工后进行喷浆操作。按照上述四个步骤对锚杆进行施工。

3.3.2 锚索施工的要求

①在误差方面，钻孔深度控制在±20mm，外露长度控制在100±300mm；②预紧力控制在100kN。

3.3.3 围岩注浆施工

在对围岩注浆进行施工的过程中，按照喷浆封闭岩面、打眼封孔、拌料注浆、清洗管路、施工组织、注浆监测及质量检查的顺序进行。

4 效果分析

在对现场仪器进行试验的过程中，按照“十”字布点法，对施工后巷道的顶板、底和两帮进行布置测点，观测支护段150m范围内的巷道，得到变形曲线如图4-1、4-2所示。通过对图进行分析可知，巷道剧烈变形主要发生在前30d内，此期间的变形量占总变形量中的50%左右，当巷道持续变形80d后，巷道进入稳定期，此时巷道两帮变形速度基本在1mm/d以内。

通过对现场试验结果进行分析：软岩巷道条件下，通过将“锚、喷、网”与锚索注浆进行联合，在一定程度上可以对软岩巷硐围岩的变形进行控制，巷硐的安全性和稳定性得到保证。

5 结论

①利用“锚、喷、网”、锚索对巷道进行处理，在一定程度上可以对巷道进行及时封闭处理，软岩风化现象可以有效避免。通过注浆填充的方式对围岩裂隙进行处理，提高了软弱围岩的承载能力，与“锚、喷、网”一起组成喷网组合拱，同时与锚索组成喷锚注索加固圈，支护阻力和刚度有了较大的提升，软岩巷道的围岩变形明显降低，提高了巷道的稳定性。②为了有效控制巷道围岩变形，利用“锚、喷、网”和锚索注浆的方式进行处理，巷道变形在2个月内趋于稳定，取得了较好的支护效果。③对巷道进行“二次支护”，在一定程度上提高了支护强度和岩体强度，同时对破碎岩体起到固结的作用，岩体整体强度得到提高。

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