斷層構(gòu)造帶高應(yīng)力軟巖巷道支護(hù)技術(shù)

摘要：目前，我國(guó)各大煤礦在實(shí)際采煤的時(shí)候，開(kāi)采的深度對(duì)比以往顯得更深。正是如此，當(dāng)采煤的位置到達(dá)了斷層帶時(shí)，就很容易碰到高應(yīng)力的軟巖。為了讓開(kāi)采工程繼續(xù)順利實(shí)施，開(kāi)采工人會(huì)借助支護(hù)技術(shù)來(lái)對(duì)軟巖巷道的四周進(jìn)行支撐。本文將針對(duì)某項(xiàng)采煤工程中碰到的軟巖巷道不夠穩(wěn)定的情況，談?wù)劸唧w如何來(lái)利用支護(hù)技術(shù)，同時(shí)對(duì)支護(hù)技術(shù)利用以后取得的支護(hù)效果加以分析。關(guān)鍵詞：軟巖巷道；高應(yīng)力；支護(hù)技術(shù)；斷層帶；支護(hù)效果引言眼下，中國(guó)國(guó)內(nèi)礦井的淺層部位擁有的煤礦已經(jīng)大量減少。因此，中國(guó)國(guó)內(nèi)各大煤礦開(kāi)始逐步向礦井的深層部位進(jìn)行開(kāi)采。而當(dāng)采煤工人遇到斷層帶的時(shí)候，采煤工人往往會(huì)在軟巖巷道的四周位置都采取支護(hù)措施。目前，采煤工人利用最多的支護(hù)方式是注漿和U型鋼支架一同支護(hù)的方式。但是，這種支護(hù)措施有它局限的地方。所以，本文將提出更切實(shí)際的支護(hù)方式來(lái)對(duì)軟巖巷道進(jìn)行支撐。一、采煤工程的背景本文假設(shè)：在某項(xiàng)采煤工程的開(kāi)采中，采煤工人碰到的主要是泥巖及砂質(zhì)泥巖這兩種類型的軟巖，且這兩種類型的軟巖均處在層次不齊的斷層帶中。那么，軟巖巷道因?yàn)槭艿綌鄬訋У木唧w影響，軟巖巷道四周的巖石都會(huì)比較破碎或者松散。同時(shí)，這些軟巖都會(huì)具備較大的應(yīng)力。軟巖巷道的這種現(xiàn)實(shí)狀況不僅使得采煤工人在實(shí)際開(kāi)采中困難重重，還會(huì)直接威脅到整個(gè)礦井生產(chǎn)的安全。二、斷層帶中的軟巖受高應(yīng)力作用而失穩(wěn)的具體分析本文認(rèn)為軟巖巷道之所以出現(xiàn)失穩(wěn)情況的原因主要有以下兩點(diǎn)：第一、在層次不齊的斷層帶中，采煤工人碰到的主要是泥巖及砂質(zhì)泥巖這兩種類型的軟巖。并且，軟巖巷道四周的巖石又都比較破碎或者松散。因此，一旦軟巖巷道四周的巖石在遭受到巨大的應(yīng)力時(shí)往往會(huì)出現(xiàn)一定程度的變形，從而顯得不夠穩(wěn)定。第二、錨網(wǎng)支護(hù)是采煤工人利用較多的一種支護(hù)方式。這種支護(hù)方式的具體措施是：在軟巖巷道的頂部位置形成一個(gè)拱形結(jié)構(gòu)，在軟巖巷道的兩幫位置形成一個(gè)梁結(jié)構(gòu)。在整個(gè)支撐的結(jié)構(gòu)中，梁結(jié)構(gòu)對(duì)于支撐的實(shí)際效果起著決定性的作用。這是由于一旦梁結(jié)構(gòu)因?yàn)槟撤N原因被破壞了，拱形結(jié)構(gòu)能夠起到的作用也就急劇降低。這種情況下，錨網(wǎng)支護(hù)的實(shí)際效果也就大大降低。三、利用支護(hù)技術(shù)來(lái)支撐斷層帶中應(yīng)力較大的軟巖巷道（一）支護(hù)技術(shù)的技術(shù)核心。在現(xiàn)實(shí)中，軟巖巷道之所以不夠穩(wěn)定更多的是支護(hù)結(jié)構(gòu)不夠穩(wěn)定引起的。所以，本文認(rèn)為一味地提高支護(hù)的強(qiáng)度并不是解決問(wèn)題的最佳辦法。于是，本文將具體研究如何提升支護(hù)結(jié)構(gòu)本身的穩(wěn)定性來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。本文認(rèn)為：要想讓支護(hù)結(jié)構(gòu)實(shí)際的穩(wěn)定得以提升，必須要依據(jù)以下幾點(diǎn)來(lái)具體實(shí)施：1、軟巖巷道的四周巖石往往會(huì)較為破碎和松散，所以采礦工人有必要對(duì)這些巖石進(jìn)行結(jié)膠處理。這樣，巷道四周的巖石會(huì)變得更加完整。同時(shí)，完整的巖石也會(huì)比松散的巖石更為穩(wěn)定。2、由于軟巖巷道四周的巖石往往會(huì)承受非常大的應(yīng)力，所以采礦工人在做錨網(wǎng)支護(hù)的時(shí)候應(yīng)該增加錨網(wǎng)支護(hù)的實(shí)際支護(hù)強(qiáng)度。這樣，巷道四周巖石變形的可能性就會(huì)大幅減小。3、根據(jù)實(shí)際情況，采礦工人可以利用錨索工具給某些部位施加一定的補(bǔ)償結(jié)構(gòu)。這種錨索工具最好具備較強(qiáng)的預(yù)應(yīng)力。同時(shí)，選取錨索工具的時(shí)候，應(yīng)該盡量選用小孔徑的錨索工具。這樣，支護(hù)結(jié)構(gòu)也能實(shí)現(xiàn)比以往更佳的穩(wěn)定性。（二）具體的支護(hù)方案。本文設(shè)計(jì)出來(lái)的支護(hù)方案具體包括以下幾點(diǎn)：第一、巷道選用直墻半圓拱形斷面[1]。在這種斷面中，巷道的實(shí)際寬度是4.6米，巷道的實(shí)際高度是3.9米。本文依然選用錨網(wǎng)支護(hù)這種支護(hù)方式[3]。其具體尺寸是：錨桿的實(shí)際半徑是20毫米，錨桿的實(shí)際長(zhǎng)度是2.4米。同時(shí)，本文為每根錨桿都配備2支錨固劑，這2支錨固劑的型號(hào)都選擇K2350型。另外，這種錨固劑的材料最好是樹(shù)脂材料。再者，錨桿的實(shí)際間排距是0.7米×0.7米，噴層的實(shí)際厚度是0.12米。注漿錨桿的實(shí)際間排距是2米×3米，起注的實(shí)際高度是0.4米，注漿錨桿的實(shí)際長(zhǎng)度是3米。第二、為了讓錨網(wǎng)支護(hù)的實(shí)際支護(hù)強(qiáng)度提升一個(gè)等級(jí)，本文決定在上述的錨網(wǎng)支護(hù)基礎(chǔ)上再添加一層錨網(wǎng)支護(hù)，形成雙層的錨網(wǎng)支護(hù)。事實(shí)證明：把雙層的錨網(wǎng)支護(hù)跟單層的錨網(wǎng)支護(hù)相比較，雙層的錨網(wǎng)支護(hù)實(shí)現(xiàn)的支護(hù)強(qiáng)度明顯高于單層的錨網(wǎng)支護(hù)。對(duì)添加的錨網(wǎng)支護(hù)層來(lái)說(shuō)，又具體分成兩個(gè)支護(hù)斷面。其中，原有的支護(hù)斷面用字母A表示，起補(bǔ)償作用的支護(hù)斷面用字母B表示。斷面A及斷面B之間的實(shí)際距離是0.7米。第三、對(duì)斷面A來(lái)說(shuō)，錨桿的實(shí)際半徑是22毫米，錨桿的實(shí)際長(zhǎng)度是3米。錨桿的實(shí)際間排距是0.7米×0.7米。每根錨桿都配備2支錨固劑，錨固劑的型號(hào)是K2350。錨桿托盤的具體尺寸是：0.12米×0.12米×0.12米，托盤的類型最好選用鼓型。錨桿預(yù)緊力距應(yīng)大于300N·m[2]。第四、對(duì)斷面B的頂板結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，最好選用鋼絞線材料的錨索。錨索布置的具體方式最好是點(diǎn)錨索這種布置方式。錨索托盤的具體尺寸是：0.4米×0.4米×1厘米，托盤的類型最好選用平托型。幫部的錨索也最好選用鋼絞線材料的錨索。錨索的實(shí)際排距為1.4米。每個(gè)錨索都配備4支錨固劑，錨固劑的型號(hào)是K2350。巷道的兩幫位置分別布置帶梁的錨索各1組。錨索的實(shí)際間距是1.5米。（三）錨網(wǎng)支護(hù)取得的具體效果。在軟巖巷道的四周位置，按照本文提供的支護(hù)方案來(lái)實(shí)際布置錨網(wǎng)支護(hù)。最終，整套支護(hù)方案按要求實(shí)施以后，必然會(huì)取得良好的實(shí)際支護(hù)效果。實(shí)踐表明：在兩個(gè)月（60天）的時(shí)間里，兩幫位置的實(shí)際位移量是55毫米，兩幫位置的內(nèi)移速度將達(dá)到平均每天0.3毫米左右，頂板位置和底板位置實(shí)際的位移量在3.5厘米左右，頂板位置的實(shí)際下沉速度為每天0.19毫米左右。以上這些數(shù)據(jù)充分說(shuō)明：在兩個(gè)月（60天）的時(shí)間內(nèi)，軟巖巷道四周的巖石總體都處于較為穩(wěn)定的狀態(tài)，這也就意味著本文設(shè)計(jì)出來(lái)的支護(hù)方案取得了較好的實(shí)際支護(hù)效果。四、結(jié)束語(yǔ)綜上，本文首先談到了在斷層帶中的軟巖巷道四周往往存在許許