B050403 錨索支護(hù)在巷道維修中的應(yīng)用

1、應(yīng)用錨索支護(hù)維修巷道程永剛【山西省陽(yáng)泉固莊煤礦】摘 要 山西陽(yáng)泉固莊煤礦丈八平峒15#煤層828運(yùn)輸大巷二采區(qū)段由于受地質(zhì)條件影響和采動(dòng)影響，再加之服務(wù)年限長(zhǎng)等原因，部分地段出現(xiàn)嚴(yán)重變形，料石破損脫落，礦壓顯現(xiàn)明顯，嚴(yán)重影響安全生產(chǎn)。為了及時(shí)合理地解決這一問題，通過現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)和分析研究，找出了幾方面原因，并運(yùn)用錨索支護(hù)解決了巷道維修的關(guān)鍵技術(shù)問題，取得了較好的效果。關(guān)鍵詞 巷道維修 錨索支護(hù) 施工近年來，山西陽(yáng)泉固莊煤礦丈八平峒三采軌道石門巷總回風(fēng)巷和個(gè)別采掘巷道由于服務(wù)時(shí)間長(zhǎng)以及受局部開采壓力大等因素影響，部分地段礦壓顯現(xiàn)較明顯，巷道變形，支護(hù)損壞嚴(yán)重，出現(xiàn)料石破損、脫落，礦工鋼支架扭曲變形等

2、現(xiàn)象，造成巷道斷面縮小、通風(fēng)阻力增大、風(fēng)量減小、運(yùn)輸和行人困難，嚴(yán)重地影響著礦井的安全生產(chǎn)。因此，如何進(jìn)行巷道維修，提高維修質(zhì)量，對(duì)礦井安全生產(chǎn)具有極其重要的作用。1 巷道損壞原因分析通過現(xiàn)象觀測(cè)和分析研究認(rèn)為，本礦井下巷道部分變形損壞有幾方面的原因：其一、巷道服務(wù)時(shí)間長(zhǎng)，受當(dāng)時(shí)生產(chǎn)技術(shù)條件限制，采用的是砌碹、支架等被動(dòng)的支護(hù)方式，支護(hù)體與巷道圍巖之間存在一定的間隙，隨著時(shí)間的推移，巷道圍巖松動(dòng)范圍逐漸增大，直至發(fā)生冒落；其二、巷道受采動(dòng)壓力、煤柱支撐壓力的影響，采動(dòng)壓力遠(yuǎn)大于原巖應(yīng)力，巷道圍巖因此產(chǎn)生松動(dòng)，進(jìn)而遭到破壞，當(dāng)采動(dòng)壓力施加到支護(hù)體上的作用力遠(yuǎn)大于后者的支護(hù)強(qiáng)度時(shí)，使巷道破壞、變形

3、量增加；其三、巷道處在煤層或較軟的巖層中，自穩(wěn)能力差。2 錨索支護(hù)機(jī)理錨索支護(hù)具有錨固深度大、錨固力大、可施加較大的預(yù)緊力等優(yōu)點(diǎn)。一般認(rèn)為，錨索起懸吊作用，把下部不穩(wěn)定的巖層懸吊于上部的穩(wěn)定巖層之下。同時(shí)，由于錨索能施加較大的預(yù)緊力，可擠壓巖層中的層理、節(jié)理裂隙等不連續(xù)面使之密實(shí)，增加不連續(xù)面之間的磨擦力，從而提高圍巖的整體強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)主動(dòng)支護(hù)加固圍巖，保護(hù)巷道的圍巖穩(wěn)定。3 主要技術(shù)問題巷道維修時(shí)的支護(hù)與巷道掘進(jìn)時(shí)的支護(hù)是不同的。巷道掘進(jìn)時(shí)及時(shí)支護(hù)，巷道圍巖破壞量小，處于較穩(wěn)定的狀態(tài)。而在巷道維修時(shí)，巷道圍巖已經(jīng)處于破壞狀態(tài)。雖然錨索支護(hù)技術(shù)對(duì)損壞巷道維修效果好，但是由于巷道圍巖松動(dòng)范圍大，尤

4、其是料石、砌碹支護(hù)的巷道，碹體與巷道圍巖之間有一定的間隙，給錨索支護(hù)造成了較大的困難。要在砌碹支護(hù)巷道采用錨索支護(hù)進(jìn)行維修，需解決以下技術(shù)問題：（1）由于巷道圍巖破碎，在鉆孔過程中孔壁經(jīng)常坍塌，對(duì)錨索孔的施工及錨索安裝影響大；（2）在砌碹巷道鉆孔，由于碹體與圍巖之間有一定間隙，當(dāng)鉆孔通過這一間隙時(shí)，容易產(chǎn)生夾鉆等問題；（3）碹體與圍巖之間的間隙使錨索孔是不連續(xù)的，在放置樹脂錨固劑卷時(shí)，無(wú)法放到孔底；（4）錨索必須有一定的預(yù)緊力，否則失去了其支護(hù)的作用。但是料石碹體與圍巖之間存在間隙，錨索的預(yù)緊力確定不好會(huì)破壞碹體。4 主要技術(shù)參數(shù)的確定錨索支護(hù)時(shí)必須對(duì)鋼絞線施加一定的預(yù)緊力，如果鋼絞線上沒有張

5、力，錨索就沒有作用。在鉆孔過程中，發(fā)現(xiàn)碹體與圍巖之間的間隙基本被壓實(shí)，碹體處于破壞狀態(tài)。為了保證錨索的作用，需在被維修的碹體上鋪設(shè)金屬網(wǎng)，主要作用是防止破碎巖塊掉落。同時(shí)為了使碹體不因被錨索預(yù)緊力破壞而失去作用，需采用長(zhǎng)托梁或兩根錨索共用一根托梁的組合錨索。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，錨索預(yù)緊力一般在70100kN就既能保證錨索具有一定的預(yù)緊力,又不會(huì)使碹體發(fā)生太大破壞。由于巷道損壞程度不同、斷面不同，錨索的間排距也應(yīng)不同，應(yīng)根據(jù)巷道的損壞程度、斷面、服務(wù)年限及圍巖狀況綜合分析確定。一般情況下，采用以下兩種支護(hù)方式和相應(yīng)的間排距。錨索采用矩形布置，間排距1000×1600（mm）。每排3根錨索，巷道頂

6、板的正中間1根，兩肩角處各1根，錨固長(zhǎng)度50007000mm。錨索采用長(zhǎng)6001000mm的14#槽鋼作托梁。沿巷道軸線鋪設(shè)金屬網(wǎng)，金屬網(wǎng)采用菱形網(wǎng)較好。選用有一定預(yù)緊力的樹脂錨桿與錨索聯(lián)合支護(hù)。錨桿直徑通常為1822mm，長(zhǎng)10001800mm。5 施 工5.1 施工機(jī)具錨索的主要施工機(jī)具是錨桿鉆機(jī)和張拉設(shè)備。待修巷道特別是礦井采區(qū)回風(fēng)巷一般距電源較遠(yuǎn)。因此，應(yīng)首選以壓風(fēng)為動(dòng)力的設(shè)備，特別是風(fēng)動(dòng)錨桿鉆機(jī)具有良好的鉆削性能，鉆孔速度快，不易卡鉆，且重量輕，操作簡(jiǎn)單，移動(dòng)方便，有效地消除了電動(dòng)設(shè)備產(chǎn)生電火花的隱患。5.2 鉆孔與錨固劑的安裝在破碎巖體鉆孔，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)卡鉆和堵塞鉆孔現(xiàn)象，為此應(yīng)采取

7、如下措施：（1）選擇推力與扭矩適合于松動(dòng)圍巖鉆孔的鉆機(jī)。盡量不要選用推力大的鉆機(jī)，在操作中應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況隨時(shí)調(diào)整速度。（2）圍巖破碎的巷道在破碎范圍內(nèi)成孔非常困難。采用管縫式錨桿可以很好地解決該問題。方法是在鉆孔時(shí)先用直徑為43mm的鉆頭鉆孔，鉆進(jìn)2000mm后停止鉆進(jìn)，將直徑為43mm、長(zhǎng)2000mm的管縫式錨桿用錨桿鉆機(jī)頂入鉆孔或用大錘打入，然后用直徑為27mm鉆頭插入管縫式錨桿內(nèi)鉆孔。利用管縫式錨桿對(duì)孔施加的徑向張力來阻止孔壁坍塌，并作為鋼絞線、樹脂錨固劑卷安裝的導(dǎo)向管，可收到較好的效果。6 結(jié) 論利用錨索支護(hù)對(duì)巷道進(jìn)行維修取得了良好的效果。錨索之間排距、長(zhǎng)度應(yīng)根據(jù)巷道的跨度、損壞情況、壓力狀況等來確定。錨噴支護(hù)的巷道應(yīng)保證錨索的預(yù)緊力不低于承載力的50%，料石砌碹支護(hù)巷道則應(yīng)適當(dāng)降低錨索的預(yù)緊力。施工機(jī)具應(yīng)根據(jù)圍巖的特性情況而定。作者簡(jiǎn)歷 程永剛 男，1965年出生，畢業(yè)于山西礦業(yè)學(xué)院采煤工程專業(yè)。現(xiàn)任