深部高應力掘道錨噴網(wǎng)索藕合支護技術(shù)應用實踐

1、深部高應力掘巷錨網(wǎng)梁索耦合支護技術(shù)應用實踐【徐礦集團夾河煤礦，江蘇 徐州 221167】摘要： 隨著礦井開采深度的不斷增加，深部高應力巷道出現(xiàn)的支護技術(shù)難題越來越突出：普遍存在巷道頂、底板移進量明顯增大，相繼出現(xiàn)斷錨桿、金屬網(wǎng)拉斷、鋼帶梁拉斷、斷錨索等較為嚴重的問題，針對這種現(xiàn)象提出深部高應力巷道的支護問題。本文通過現(xiàn)場監(jiān)測分析了巷道變形破壞的原因，并利用巷道錨網(wǎng)梁索耦合支護技術(shù)對初始設計進行修改，通過增加錨桿、錨索等措施，有效地控制了巷道的變形，達到了預期的目的，從根本上解決了深部高應力巷道的支護技術(shù)難題，取得了深部高應力巷道的支護的成功。關(guān)鍵詞 ： 高應力；錨網(wǎng)梁索；耦合支護前言 隨著礦井

2、開采深度的加大，生產(chǎn)礦井水平的延深，深部高應力巷道支護出現(xiàn)了一些新問題。圍巖應力是不均勻分布的，支護體往往首先在薄弱部位變形破壞，導致巷道失穩(wěn)，通過對薄弱部位進行增打錨桿、錨索加強支護，有效控制巷道的變形、錨桿、錨索崩斷。我礦通過-1010水平7445掘進工作面的支護參數(shù)的優(yōu)化，解決了深部高應力下支護的難題，取得了很好支護效果。1、地質(zhì)概況與巷道初始設計.1地質(zhì)概況徐州礦務集團夾河7445里面掘進工作面處于-1010m西一采區(qū)，工作面標高-8801000m，上部為7443工作面已回采結(jié)束，7445外面已回采結(jié)束，下部9445工作面已回采結(jié)束，7煤與9煤層間距23米，該巷道在應力集中區(qū)掘進，壓力

3、大。1.2 巷道初始設計巷道初始設計采用工程類比法，支護方式為采用不規(guī)則矩形斷面錨網(wǎng)梁索支護，其主要技術(shù)參數(shù)如下：巷道支護規(guī)格（寬×高）為：凈4.5×2.6m2，全斷面每排共布置15根錨桿，錨桿選用直徑22mm、長2400mm的左旋無縱筋螺紋鋼等強錨桿，間排距為750mm×700mm，每根錨桿使用1卷Z2370型樹脂錨固劑進行端頭錨固，設計錨固力不低100KN，鐵托盤規(guī)格為：120mm×120mm×10mm。鋼筋梯規(guī)格：凈長4.7m，由直徑12mm的圓鋼加工而成；金屬網(wǎng)采用菱形金屬網(wǎng)，規(guī)格：網(wǎng)片尺寸5.0×1.0m2，8#鐵絲編制 。

4、錨索：錨索規(guī)格18.9mm，L=7250mm，錨索錨固深度7000mm，錨索每2.1m按“3-2-3”布置；布置2根時各距巷道中心線0.9m對稱布置，布置3根時，中間1根布置在巷道中心線上，另外2根距巷道中心線各0.9m對稱布置；每根錨索使用2卷CK2370、Z2370型樹脂錨固劑CK2370在里、Z2370在外進行端頭錨固，設計錨固力不低于24t 。 2 巷道變形破壞狀況及原因分析2.1巷道變形破壞狀況該巷道自2010年9月初開始施工，至2010年12月底共施工500m，經(jīng)過三個多月的測點觀測和日常觀察發(fā)現(xiàn)：自巷道開挖后一月內(nèi)出現(xiàn)整體變形，兩個月巷道兩幫移近量在70mm，頂板下沉量在50mm

5、，巷道兩拱肩處的圍巖出現(xiàn)局部塑性大變形，造成巷道頂板肩窩錨桿、兩幫最上部的錨桿崩斷錨桿較多，個別錨索崩斷，巷道上幫出現(xiàn)墜兜巷道急需進行修復。2.2 巷道變形破壞原因分析對巷道高應力圍巖的局部大變形估計不足，應力區(qū)支護參數(shù)弱，錨桿受水平壓力及剪切力，造成崩斷錨桿、錨索現(xiàn)象。錨桿、錨索組合支護的部位不當：根據(jù)現(xiàn)場觀察發(fā)現(xiàn)，巷道總是先從拱肩處發(fā)生破壞，進而造成整個巷道失修，雖然巷道內(nèi)布置了錨索進行加強支護，但兩幫沒有打錨索，造成巷道兩幫變形嚴重。3 巷道支護設計的修改3.1錨網(wǎng)梁索耦合支護技術(shù)的特征錨網(wǎng)梁索耦合支護技術(shù)的基本特征在于強調(diào)巷道圍巖與支護體在強度、剛度及結(jié)構(gòu)上的耦合。剛度耦合要求支護體有

6、足夠的剛度將巷道圍巖控制在其允許變形之內(nèi)，避免因過度變形而破壞圍巖本身的承載能力；結(jié)構(gòu)耦合是在巷道圍巖產(chǎn)生不連續(xù)變形的部位進行加強支護，限制其不連續(xù)變形，防止因個別部位的破壞引起整個支護體的失穩(wěn)。3.2巷道支護設計的修改通過以上對巷道破壞原因的分析，我們認為巷道破壞的原因在于錨網(wǎng)梁與圍巖之間和錨索關(guān)鍵部位未達到耦合，進而對巷道支護設計進行了如下修改：增加錨桿，巷道頂板上下肩窩第一根錨桿向巷道中心線第二根錨桿排距之間使用直徑22mm錨桿進行加密支護，與原錨桿呈五花型布置；巷道上下幫從頂板第一根錨桿至第二根錨桿排距之間使用直徑22mm錨桿進行加密支護，與原錨桿呈五花型布置。增加錨索耦合支護設計的修

7、改：在巷道上、下幫各增打一根錨索加強支護；下幫錨索的布置方式為從下幫頂板第一根錨桿至第二根錨桿排距之間進行加密，與原錨桿呈五花型布置。上幫的布置方式為從頂板向下1.5m處，下幫的布置方式為從頂板向下1.0m處鋼絞線全部采用18.9 mm，長度5250mm，按照與水平線60°的仰角施工錨索，錨索的排距為4.0m。錨索距迎頭不超過20m。修改后的支護斷面圖與布置示意圖如下：圖1 7445里面皮帶機道加密錨桿、錨索后支護斷面圖圖2下幫支護布置示意圖 圖3上幫支護布置示意圖圖4 頂板布置示意圖 4 支護效果自巷道支護設計修改后，已施工有500m，通過設點觀測及日常觀察得出，自巷道開挖后一個月內(nèi)出現(xiàn)整體變形，二個月內(nèi)巷道兩幫移近量約在70mm左右，頂板下沉量約在50mm左右，此后巷道的整體變形漸趨穩(wěn)定，巷道兩拱肩處的圍巖變形得到了有效的控制，巷道基本杜絕崩斷錨桿、錨索現(xiàn)象。從以上分析可以看出，巷道變形明顯減少，不連續(xù)變形得到了有效的控制，巷道支護情況滿足安全生產(chǎn)的需要。5 結(jié)束語深部高壓力巷道的圍巖特點不同于淺部巷道的圍巖特點，只有通過采取高強度的支護形式來滿足巷道的支護要求，雖然投入偏高一些，但能有效控制巷道的變形、杜絕錨桿錨索崩斷現(xiàn)象、減少巷道的修護，對于深部高應力的支護，只有一次支護到位、保證巖石的原原狀態(tài)，是錨桿支護的最理想的支護效果，正確分析巷道圍巖的變