锚网支护技术在大断面巷道施工中的应用

纵 睿（淮南矿业集团张集煤矿开拓六区,安徽 凤台 232000）



锚网支护技术在大断面巷道施工中的应用

纵 睿
（淮南矿业集团张集煤矿开拓六区,安徽 凤台 232000）

摘 要：随着煤层开采工作的不断推进，煤矿地质条件会不断地发生变化，井下的巷道受到高压作用时会出现围岩松软、难以支护等现象，容易造成巷道变形难以控制。锚网支护技术作为煤矿巷道支护的主要手段，选择合理的支护材料和确定合理的支护参数是发挥锚网支护作用的关键所在。本文主要结合自己的工作经验，对锚网支护技术的原理及特点进行理论剖析，系统地介绍了大断面巷道的锚网支护技术的应用问题。

关键词：锚网支护技术；大断面；矿井深部

0 引言

随着我国煤炭资源不断减少，矿井开采的深度不断的加大，矿井深部开采过程中围岩受到地压影响较大，使得大断面巷道出现易发生变形。煤矿浅部开采发展起来的支护理论和技术方法无法满足深井矿山巷道支护要求，因此对于这类高应力软岩大断面巷道的支护需要根据深部巷道围岩条件，探寻合理的技术方法和支护参数，以保障煤矿开采的安全。

1 深井矿岩地质条件简介

在矿井深部回采过程中，随着地质条件的不断变化，部分硬岩逐渐演变为松脆易膨胀且风化的软岩，该类软岩极不稳定且矿压显现严重。尤其是大断面巷道受到高应力的影响，两帮移近以及顶板下沉等问题都容易导致巷道边帮及顶板收缩变形，巷道地板的失稳容易发生底臌。顶帮的收缩和底板的鼓起都严重影响到巷道的稳定性。为确保正常的采掘工作，复杂地质条件下的的大断面巷道的支护支护至关重要。

2 支护原理及特点

随着科技的发展，锚网支护理论中较为成熟的理论主要包括锚网悬吊作用引出的减跨理论、综合锚网提出的松动圈支护理论和受压与锚杆挤压加固作用而出现的组合理论。在矿井复杂地质条件下的大断面巷道尽管有锚网支护作用，围岩变形量可以控制，但是随着地质条件的持续变化，围岩可能会进一步发生形变而需进行再次支护才使得巷道稳定。由此，在锚网充分吊挂围岩的情况下，尽管可以消除巷道局部变形问题，但立体支护有更高的承载力和受力面支撑围岩，使得围岩的压力得到充分分解和释放，实现支护负荷均匀受力，最终达到巷道稳定的目的。

3 大断面巷道锚网支护设计实例

3.1 工程概述

以淮南某煤矿为例，本矿体为缓倾斜分支多层矿体。其围岩部分发生严重的蚀变，节理发育较为明显，裂隙也较为发育，巷道断面6m×4m，断面较大，边帮出现严重的收缩现象，顶板有明显的塌陷现象，通过现场条件可以看出原先采用的支护方式支护效果不理想。

3.2 锚网支护设计

（1）设计分析。通过分析本矿区围岩结构的特点，造成该大断面巷道稳固性差的主要原因是受节理裂隙发育的影响，整体结构性差，片帮、顶板冒落、底鼓等形式表明岩层地压活动明显。目前所采用的支护结构为管缝锚杆、钢支架等支护方式，未能形成一个完整的支护体系，支护效果十分有限。该情况可以选择用采用树脂锚杆进行支护，树脂锚杆锚固效果更佳，因为树脂锚杆具有更大的锚固力，并且锚固剂胶凝固化所需时间短，能够在较短时间内实现锚杆锚固力的达标。并且对阻止围岩结构初始变形效果显著，同时还可以有效地避免锚杆自身初始滑移而造成巷道早期裂缝的产生。

（2）设计方案。选择应用树脂锚杆，材质为左旋螺旋钢，结合巷道目前的实际情况，设计需用顶板锚杆的长度为2.4m，两帮选用锚杆长度为2.0m，设计直径均为25mm。锚杆孔设计直径为32mm，选择采用7655手持式钻机施工，确定锚杆间距为1m。为提高锚杆的锚固强度，保证支护效果，锚杆孔的设计倾斜角度要求两帮眼不得低于85°，顶眼应大于等于80°。每个锚杆孔所选用树脂锚固剂为快速规格28mm×600mm，以及中速树脂药卷28mm×600mm。钢筋网选用8#钢丝编制，规格为1.3m×2.5m，网度为100mm×100mm，要求相邻两网之间需要至少搭接100mm，确保可以形成一个稳定性高的整体钢筋网，提高围岩支护加固效果。

（3）施工要点。在进行锚网支护施工过程中，必需做好锚杆的施工孔位定位、孔径需严格控制、锚固孔的深度需进行严格的检查，保证每个技术参数均满足施工要求。

4 大断面巷道锚网支护技术的发展方向

与木棚或者钢棚支护相比，锚网支护技术实现了由被动支护变为主动支护，降低了职工劳动强度和掘进辅助运输的工作量，明显提高了作业效率，并且有效地提高了巷道安全性和可靠性，减少巷道的维护量并较大程度上避免了巷道变形的损坏程度。在提高巷道断面利用率的同时，锚杆借助钢带将单体锚杆联合在一起，整体的支护结构增大了顶板的受力面，有效阻止移位、错动和碎石的掉落。通过对巷道变形情况的深入分析和对多种治理办法优缺点的总结分析表明锚注支护方式效果最为明显。此处的锚注技术主要是锚杆、锚索和注浆加固结合为一个整体的技术方案，为确保锚固的可靠性，需要通过向锚杆孔注浆来提高锚杆的锚固力。与传统的锚网支护相比，锚注支护更具可靠性，是普通锚杆锚固力的2-4倍，对膨胀变形的地压起到更为有效的防护抵抗的作用，因此，锚注支护技术是具有高承载力且十分有效的支护形式，能使得四周岩体的承压力更强。

使用锚注支护，不仅能够提高锚杆锚固力，并且能够改善注浆岩体的稳固性，提高最终的支护效果；运用注浆浆液对围岩的裂缝进行封堵，降低围岩因水侵蚀而导致自身的风化；注浆浆液能将松散的围岩整合为一个整体，提高围岩的强度和岩体自身的强度；注浆后将垂直负荷传递到两帮，通过两帮的加固作用传递到底板，减少顶板的负荷强度，从而有效地较少顶板的形变量，提高顶板的稳定性和可靠性。

5 结束语

为保证矿井的安全开采，减少工作面的作业危险，在大断面巷道施工过程中需要分析不稳固围岩的结构和特点，对原有支护技术进行对比，并优化分析。锚网支护作为一种最有效的支护加固方式，需要从专业的技术角度出发，根据矿岩性质选择合理的技术参数，切实提高支护效果，达到保障安全生产的目的。

参考文献：

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［4］贾金河.煤巷锚杆支护设计与检测软件的开发及应用研究［J］.煤矿开采,2004（01）.

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.12.110