软岩巷道锚注技术应用研究

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1、第3期水力采煤与管道运输NO32010年9月HYDRAULICCOALMlNING＆PIPELINETRANSP0RTAT10NSep．2010试驴软岩巷道锚注技术应用研究痧驴《》究研验驴《》郝立东(开澡(集团)有限责任公司钱家营矿业分公司河北唐山063301)摘要：软岩巷道具有受地压影响变形大、难支护特征。通过软岩巷道变形破坏机理研究分析，提出锚注支护控制对策。并对锚注支护技术原理、设计方案、技术参数、工艺配方、注浆效果等进行研究，实施后控制了围岩变形，保证了巷道的稳定。关键词：软岩锚注原理中图分类号：TD353．9文献标识码：A文章编号：1006—0898(

2、2010)03—0012—04应力应变特征；U型钢可缩性支架曾破解一般性0工程背景软岩巷道的支护难题，但因变形量较小、支架受钱家营矿业分公司三采中部轨道平石门力不均，对大地压、大变形软岩巷道难以支护；以1995年施工，原设计支护形式为锚喷支护，受动水泥为主要材料的无机浆液对节理裂隙发育的压影响地质条件发生明显变化，泥岩成分增加并煤岩体进行注浆和锚注，使碎胀围岩重新胶结增伴随软弱夹层，围岩强度降低，巷道发生明显的强，改善了围岩特性，提高了软岩巷道的力学性变形破坏现象。能，已成功的控制了许多软岩、极软岩巷道的强为寻找合理、可靠、安全便捷的支护形式，在烈变形，保持了巷

3、道稳定，在断层带、破碎带等困分析研究巷道工程地质特征、变形机理基础上，难条件下，能快速固化以适应围岩变形要求，且通过调查研究认为，巷道支护采用锚网喷仍发生无机浆液两次锚注固化后，体积有20％～30％的持续变形，其根本原因是巷道围岩泥岩成分高，收缩量，粘结能力强，围岩锚注后对节理裂隙和围岩变形后造成的节理裂隙面少。并根据近年孔隙充填粘接效果好。来对锚注技术的应用研究，提出采用改性增强且锚注技术，因浆液具有很好的流动性、可渗具有流动渗透性的注浆材料进行锚注，以改善围透性、粘结性且固化后具有较高的强度、刚度、弹岩特性，提高软岩巷道的力学性能和锚注效果。性，所以，围岩锚

4、注后更能提高围岩的整体性和抗变形能力，从而提高了软岩、软岩巷道的稳定1锚注机理性。收到了最佳的锚注支护效果。+支护特征苎奎压：2锚注二次支护试验方案，而极软岩支护尤为困难。目前对软岩一一⋯一⋯⋯⋯巷道的支护，还没有一种成熟可靠的理论指导。2．1注浆孔参数锚网喷支护成本较低，但已不适应大地压、大变注浆孔的布置应使相邻两孔固结浆液的径形的软岩巷道；砌碹支架支护强度较大，但由于向分布在一定程度上互相贯透，且浆液的多余部施工复杂、成本高、变形量小，难以适应软岩巷道方法采煤。②环境治理是复杂社会问题，企业无法独立完成，国家必须提供一定的资金予以扶持。4存在问题①对地表移动

5、规律研究还不够，虽然取得了作者简介：一些地表移动参数，但是从定量分析上还不够准李风志(1972一)，男，开滦钱家营矿地测科副科长。确，有待于进一步分区域分煤层细化研究。同收稿日期：2010—04—06时，还需要加大与科研部门学术交流与合作。122010牟·9月郝立东：软岩巷道锚注技术应用研究第3期分可充填结构体之间的空隙。孑L间距参数选择锚杆间排距均为1．5m。注浆锚杆布置方式如图的合理与否，直接决定二次支护的成败。孔的排2所示。列方式一般有按行排列及三角形排列两种。孔间距则应根据每个注浆孔的扩散半径及孔的排列方式而定。2．1．1按行排列当采用按行排列方式时，为

6、满足要求，至少应使得A=2A：(A为矩形ABCD的面积，A2为矩形ABCD内各注浆孔的注浆扩散面积，如图1)。图2注浆锚杆布置方式2．2注浆加固用料二次注浆加固用料Q，根据估算公式计算：Q一成排布霞I。一等边三角形布置Q=a··n／b图1注浆孔的布嚣方式式中：为需固结的体积(围岩松动圈)，m／m；n为孔隙率，经统计类比，取n=10％；a为浆液系数，一般取a=1．1—1．4，取a=1．2；b为浆液扩A2=wR／2散倍数，试验得b=3一l5，取6。为每一注浆孔的扩散半径，其大小与岩体需固结的体积v可根据巷道围岩松动圈所圈的破碎程度、渗透系数、浆液的粘度、可注性和注定

7、的体积确定，如图3所示。浆压力等因素有关。根据实验配比，常用的R值为1．5—2．5in。设孔问距为d，则A=2Rd，故有：2Rd=wR此时，d=1．57R=1．57(1．5～2．5)=2．36—3．93m。2．1．2按三角形排列若注浆孔按等边三角形布置，则平行四边形ABCD面积：／一图3巷道围岩松动圈圈定体积示意图1=(2R+d)d，而A2=仃R根据巷道围岩松动圈圈定体积示意图分析故Al=(2R+)d=2wR厶估算，当底板不封闭时，对底臌的控制主要靠墙此时d：1．77R：1．77(1．5—2．5)=2．66—脚围岩的强度增强来抵抗水平和垂直应力产生4．43m。的

8、底臌，研究可知底板注浆松