松动圈理论解释和解决软岩巷道锚杆支护问题

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1、松动圈理论解释和解决软岩巷道锚杆支护问题　　摘要：本文浅析锚杆支护的的特点、问题的存在、锚杆支护技术的主要特点，以及引入围岩松动理论解释所出现的冒顶事故和如何解决这些问题，从而达到合理、安全支护的目的。关键词：软岩巷道；锚杆支护；问题；解决中图分类号：U417文献标识码：A文章编号：一、引言煤矿锚杆支护技术是近几十年来巷道支护发展的重点方向，也是支护推广的一项新技术，它以其优越的支护原理、简单的工艺、经济的造价和良好的支护效果等优点，被迅速的得到发展和应用。淮北矿业集团自从引进锚杆支护技术以来，取得了较多的成功应用实践，创造了可观经济效

2、益。但是，在实际施工过程中也暴露出了不少问题，尤其是近几年出现的几次冒顶事故，给安全生产及锚杆支护技术的推广也带来了一些负面影响。从问题的分析结果看，特别是软岩支护、地质破碎、构造带的锚杆支护技术，是需要特别关注的，也是锚杆支护所要研究的重点技术的方向。二、问题的存在8现根据锚杆支护技术在某矿巷道支护中发生的问题，分析锚杆支护所存在的一些实际问题。1）某工作面下运巷冒顶事故。某下运巷沿煤层顶板采用锚杆支护，其煤质较为松软，裂隙发育，易片帮；煤层厚度：1.9～2.2m,煤层倾角：20～20.5°。而直接顶为浅灰色细砂岩8.7m，泥质胶结，

3、易风化；伪顶为灰色泥质粉砂岩0.95m，质松软裂隙发育；直接底为黑色粉砂岩7.81m，呈水平层理，中部细砂岩，下部泥岩。在掘进施工期间，按常规标准对锚杆进行了监测均符合规定，但冒顶却发生在了下运巷470m左右，而距施工迎头约40。仔细检查时发现，该处顶板有约800mm的松散破碎的粉砂岩，施工时即使采取了相应措施，仍未避免发生摧挎性冒顶事故，以致造成垮落长度近8m。82）上工作面锚杆支护状况分析。①地质状况。该区域巷道沿煤层顶板采用的是锚杆支护，其煤层赋存稳定，结构单一。煤层厚度2.4～4.0m，平均3.2m，倾角22°。伪顶为粉砂岩，厚

4、度0.5～0.8m，含植物化石，层理、裂隙发育；直接顶为3.12m浅灰色凝灰质胶结的粉砂岩，遇水膨胀变软，易风化；老顶为12m灰色中细砂岩，泥质凝灰质胶结，遇水膨胀；直接底是灰黑色粘土岩，厚度0.87m，层理、裂隙发育；老底则为浅灰色细砂岩，厚度6.8m，矿物以石英为主，并含凝灰质胶结物。②冒顶事故分析。在该工作面锚杆支护的施工中，由于顶板岩性的特殊性，岩石粉碎成粉状，吸水后粘度较大，支护时曾出现堵钻杆的现象（打锚索时明显），按规定也做相应拉拔试验及离层观测等相应检测，均符合要求。但在施工中，后路巷道都存在锚杆托盘崩落、断锚杆、锚索及钢

5、带焊点断裂等破坏现象，同时巷道也出现了严重变形，表现为顶底板及两帮移近量增大，顶板弯曲下沉、底鼓、帮鼓。部分断面由3.5m×2.4m缩至为1.7m×1.5m，严重影响了生产。但经多次的清卧刷帮和加强二次支护，也曾发生过二次冒顶事故。在一次上风道200～208m处冒顶长度却长达8.6m，顶板沿巷道走向两端切落，冒落高度2.0m左右。冒落后上顶为倒漏斗形状态，其顶锚杆受力出现了S形弯曲，锚索被折断。另外，在下运巷也曾出现过冒顶事故，其冒落长度约5m左右。在施工过程中，因多处地点的巷道围岩破碎，所以最终改用了架棚的方法支护。83）存在的问题分

6、析。虽然在引进锚杆支护技术以来取得了许多煤层中的成功支护，积累了不少的经验，但从实际施工中也发现和暴露出诸多问题，需要合理地进行有效支护。存在的问题主要体现在以下几个方面：①由于巷道的围岩松散、破碎，导致了其整体性差。锚杆在这种情况下支护难以有效，且施工中存在成孔困难，无法实现钻孔安装锚杆和锚索等问题。②掘进巷道在过断层和地质破碎地带的情况下，由于顶板很容易垮落，因此必须进行超前支护和加固。由于围岩破碎给施工带来了困难，迫切需要一种快速有效的超前加固方法。③软岩巷道的底鼓治理。该巷道的底鼓治理也是软岩支护的一个难题，需要有效解决。④由于

7、巷道使用一段时间后，围岩的变形量大，其片帮、锚杆失效，顶板离层明显弯曲下沉，已不能满足生产要求，必须进行及时维修和强化支护。对于此类的巷道围岩有较大范围的破坏，其浅部围岩松散，从而导致了锚杆支护失效，容易发生冒落现象。再者，在施工时，锚杆使用的密度很大，其围岩的变形仍十分剧烈，以致使得支护效果很不理想。变形量大（1～2m以上），往往超出了锚杆的锚固范围，以致锚固失效。⑤在施工过程中，不能及时准确的把握复杂多变的地质条件；存在设计质量差，应用水平低的问题，同时设计也没有针对性；在管理方面存在缺陷；在施工质量方面，存在一定的问题；在技术管理

8、方面，本身存在不完善的问题；在矿压观测工作上，其重视不够，检测手段也滞后。多种原因，从而到了多处的锚杆支护巷道跨落、冒顶。三、锚杆支护技术的主要特点8锚杆支护是利用深入围岩内部的锚杆杆体对围岩进行加固，它能