锚架组合支护在岩巷支护中应用

《锚架组合支护在岩巷支护中应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、锚架组合支护在岩巷支护中应用【摘要】有关高地压软岩巷道支护技术的研究很多,但目前的支护技术还存在着一些问题，不是支护效果不尽人意，就是支护成本太高。本文探讨采用锚架组合进行支护，试图在力学机理方面对支护机理和支护效应进行了一种全新的挖掘和确定。【关键词】岩巷支护；锚架组合；支护机理；实践软岩巷道支护一直是煤炭开采中的十分重要问题，随着煤炭开采向纵深发展，软岩巷道支护问题就越来越突出。已应用于软岩巷道支护的技术措施己很多，金属支架、锚喷支护、砌谴支护、巷帮围岩卸压支护及联合支护等多种方式，目前我国绝大多数高地压、软岩巷道也在追求复合支护结构，如锚网+套棚支

2、护型式、二次锚网支护等，但由于在力学机理方面缺乏较为深入地研究，不是支护效果不尽人意，就是支护成本太高。本文探讨采用锚架组合进行支护，试图在力学机理方面对支护机理和支护效应进行了一种全新的挖掘和确定。1锚架组合支护机理单纯的锚杆支护最大的问题在于锚杆锚固能力难以有效发挥。很多变形非常严重的巷道，锚杆的锚固力仅达到60〜100RN,距离锚杆的极限承载力还很远，其原因主要在于巷道表面的支护强度较弱，破碎围岩在较高地压的作用下会挤出锚杆与锚杆之间的薄弱区域，同时导致托盘与围岩之间的作用力大幅下降，削弱锚杆（索）的承载效果。单纯的U型棚架支护最大的缺陷在于侧向承

3、载力较弱，随着巷道底鼓的发生，棚腿内收导致巷道变形破坏。但U型棚支护也有其独特的优点，即表面支护强度很高，可以有效降低破碎岩块之间的相对移动，保证岩块之间较大的咬合力的存在。锚架支护的力学机理在于将U型棚架和锚杆支护的优点进行了有机结合，且在承载能力方面相互提高。锚固在围岩松动圈中的锚杆，借助于金属支架对围岩的整体约束作用所形成的破碎岩块之间的较大咬合力，锚杆的锚固效果得到大幅提高。2工程概况某煤矿-500m水平81采区南翼轨道大巷全长1576m,其上可采煤层3层，其中71煤距巷道55m左右，72煤距巷道40m左右，82煤距巷道20〜40m,工作面推进方

4、向与巷道走向相互平行。至今为止，巷道上方的左右两侧有多个工作面已经回采完毕，这些工作面推进方向均与-500m水平81采区南翼轨道大巷平行，其中与巷道之间水平距离最近的工作面相距只有25m左右，距离最远的也只有130m。由于每一工作面的推进都给该巷道一次动压影响，故巷道围岩中松动圈很大（2.6〜3.0m）o另外，巷道上方左右两侧煤层开采之后,原先作用在煤层之上的竖向地应力会重新分布，重新分布的结果使得巷道所处的位置发生应力集中，而且这种应力集中随着每一工作面的推进在不断地发生变化，这种不断变化的集中应力使-500m水平81采区南翼轨道大巷始终处于一种动态的

5、髙地压作用之下下，项目实施时期的地应力数值：o1=16.403MPa（与竖直方向夹角9.35°,与岩层夹角65.65°）,o2=7.5747MPa（与岩层走向一致），o3=7.3357MPa（与。1,。2方向垂直）。此外,-500m水平81采区南翼轨道大巷修复段完全处于泥岩之中，岩石的应力强度比很大，属相对强应力围岩。虽然巷道上方有一层2.88m厚的细砂岩，但底板下方是一层厚达14〜15m的泥岩层，且底板松动圈中含有大量游离水。过厚的泥岩使得围岩蠕变难以自止，丰富的底板水造成底板岩石高度软化，较大的巷道断面引发围岩应力高度集中，应力集中系数高达3.1,一

6、般的支护强度不足以使围岩质点的应力状态得以改善。基于上述分析,-500m水平81采区南翼轨道大巷的破坏有松动圈方面的问题，也有围岩质点蠕变导致的问题，而底鼓方面的因素更为突出。3支护方案及参数本次巷道修复中，选取破坏、底鼓严重的50m巷道（距离81采区联巷约200m）作为试验段1,采用“U型棚+注浆+双排补强锚杆”支护技术，为了检测上述方案的支护效果，另选50m作为试验段2,采用“锚网喷+U型棚套棚+注浆”。"U型棚+注浆+双排补强锚杆+注浆”支护参数：22mmX2400mm20MnSi左旋无纵筋螺纹钢高强预应力锚杆，锚杆托盘为10mmX150mmX15

7、0mm的钢板冷轧碟型?锚杆2排，间距800mm,排距1400mm；底排锚杆距底板400mm；喷射混凝土厚度100mm喷射混凝土配合比为1：2：2；3节29U钢，棚距700mm；18a槽钢，长度800mm；注浆孔全断面5孔（见图1）,排距2000mm,采用间隔排二次注浆，孔深2000mm；5注浆孔等间距布置，1号和5号孔孔口距底板300mm,与水平呈30°角；首次注浆压力控制在2.OMPa左右,二次注浆压力控制在3.0MP&左右，达到设计注浆压力后稳压达lOmin以上停止注浆，浆液水灰比0.7。锚杆与支架之间的位置关系见图2。图1帮顶注浆孔布置图2U型棚、

8、短梁、锚杆、混凝土喷层组合结构"锚网喷+U型棚套棚+注浆”支护参数：锚杆规格同上