浅析锚注支护在煤矿安全中的应用

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1、浅析锚注支护在煤矿安全中的应用［摘要］探索深部巷道的有效支护方式，提高巷道围岩的稳定性，常规的支护方法中，已经不能满足巷道破坏的要求，必须要探索和研究新的支护方法，来提高巷道围岩的稳定性和安全性，这已经成为煤矿企业关注的焦点，也是摆在采矿人面前的重要课题，为煤矿高效安全的生产创造更为有利的条件。［关键词］锚注支护；巷道；注浆；施工工艺中图分类号：D63文献标识码：A文章编号:1009-914X(2016)13-0220-011、概况某采区共有三个可采煤层。三区段岩石集中巷布置于13煤层底板巷道标高-400m，距13煤层平均距离20—25m，平

2、均23m。巷道围岩岩性主要为粉砂岩、泥岩、铝质泥岩。采区煤岩层总体为单斜构造，产状为5〜15°Z1319平均倾角为14三维补勘资料显示，该采区断层构造复杂。巷道布置于-400m水平，埋深约430m，该巷道后期将受各煤层工作面的采动影响。巷道设计长度960m,巷道断面为半圆拱形，净宽3.2m，净高3.2m，原设计采用锚网喷支护，锚杆间排距800X800mm，纵横挂绳，喷层厚100mm。考滤到该巷道后期受各煤层工作面的采动影响，为保证有足够的支护强度，决定对现支护方案进行修改，采用锚注为核心的联合支护体系。2、巷道支护原则(1)从支护方案及支护机

3、理上，要着眼于锚注联合支护，充分利用围岩自身承载能力，实现主动支护，保证支护结构的稳定；(2)充分考虑到构造带、围岩破碎的特点，采用全断面支护；(3)加强对水的治理，改善围岩物理力学性能，提高支护结构的承载能力；(4)支护方案在满足技术前提下，确保安全生产，力争尽量降低成本，加快施工速度，降低劳动强度，提高经济效益。3、锚注支护机理由内注浆锚杆为核心所形成的锚注支护体系，其实质是采用注浆锚杆兼作注浆管使用，一方面通过注浆改变围岩的力学性能，另一方面为锚杆提供了可靠的着力基础，提高了锚杆的支护效果。其支护机理主要包括以下几个方面：(1)采用注浆

4、锚杆注浆，可以利用浆液封堵围岩裂隙，隔绝空气，防止围岩风化，且能防止围岩被水浸湿而降低围岩的本身强度。(1)注浆后浆液将松散破碎的围岩胶结成整体，提高了岩体强度，实现利用围岩本身作为支护结构的一部分；且与原岩形成一个整体，使巷道保持稳定而不易产生破坏。(2)注浆后使得喷层壁后充填密实，保证荷载能均匀地作用在喷层和支护上，避免出现应力集中点而首先破坏。(3)利用注浆锚杆注浆充填围岩裂隙，配合锚喷支护，可以形成一个多层有效组合拱，即锚杆压缩区组合拱及浆液扩散加固拱，从而扩大了支护结构的有效承载范围，提高了支护结构的整体性和承载能力。(4)注浆后使

5、得作用在顶板上的压力能有效地传递到两帮，通过对帮的加固，又能把荷载传递到底板;同时由于组合拱厚度的加大，这样又能减小作用在底板上的荷载集中度，从而减小底板岩石中的应力，减弱底板的塑性变形，减轻底臌；且底板的稳定，有助于两帮的稳定，在底板及两帮稳定的情况下，又能保持顶板的稳定。浆液的渗透作用、压密作用和浆液的辟裂作用在钻孔附近形成网状浆脉的效应可以显著地提高锚注加固体系中锚杆/锚索的载荷传递能力，而且，压密作用能够在钻孔孔壁与锚杆杆体或锚索索体之间所产生的涨紧效应以及辟裂作用在钻孔周围形成网状浆脉的效应可以显著地放大锚杆/锚索的轴向约束效应和径

6、向约束效应的程度以及所能波及的范围，对此，我们可以形象地理解成：不注浆时，锚杆/锚索相当于插在土中的木桩；注浆以后则相当于同样粗的树干生根在土里，注浆压力越高锚杆/锚索的轴向约束效应和径向约束效应的放大作用越显著。据此，我们可以得出一个关于锚注加固机理的一个全新的学术观点：锚注加固体系中，锚杆/锚索所起的作用与浆液所起的作用并不只是简单的叠加关系，二者之间相辅相成，注浆能够对锚杆/锚索的作用效果起到放大作用，这是锚注加固支护效果优于其它支护方式的根本原因所在。4、施工工艺三区段岩石集中巷采用锚注支护为核心的锚梁网喷注联合支护方案施工工艺为：【

7、1、打眼放炮一打顶板锚杆孔一安装顶板锚杆一安装钢筋网、钢筋梁及上托盘一初喷30mm厚顶部混凝土一出矸一打两帮锚杆孔〜安装两帮锚杆〜安装两帮钢筋网并上托盘-＞初喷30mm厚两帮混凝土】-＞【2、复喷70mm厚混凝土一打注浆锚杆孔一安装注浆锚杆注底角注浆锚杆注两帮注浆锚杆注顶部注浆锚杆】一复注(注浆应滞后迎头30m为宜，根据观测结果确定是否复注及复注位置)。注浆时采用自下而上的作业方式，先注两帮，再注顶板锚杆。注浆完毕后，根据观测结果确定是否复注及复注位置，主要是对初次注浆时，注浆效果较差的个别孔或是水泥凝结硬化时产生的收缩变形部位，通过复注可起

8、到补注和加固作用，从而易于保证施工质量。注浆施工工艺流程主要包括三个方面：(1)运料与拌浆：即将水泥与水按规定水灰比拌制水泥浆，注浆实施前加入定量增塑剂，保证在注浆