构造复杂矿井锚网喷浆联合支护在软岩巷道中的应用.doc

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1、构造复杂矿井锚网喷浆联合支护在软岩巷道中的应用刘树弟宫平阳(开滦集团有限责任公司林南仓矿业分公司，河北唐山)摘要 开滦林南仓矿业公司是典型的构造复杂矿井，围岩属软围岩，-650m水仓锚—网—喷联合支护是矿井的第一条锚喷支护巷道。通过对-650m永久水仓进行锚喷支护实际应用综合分析，得出了该公司在软围岩巷道中推行光爆锚喷支护是可行的，为今后在其他巷道推行锚喷支护提供了经验。关键词锚喷；支护；软围岩；应用开滦林南仓矿业分公司，属蓟玉煤田一个独立向斜盆地，井田东西长7km，南北宽3．5km，面积22km2。井田内部地质构造复杂，共有落差大于15m的

2、断层36条，复杂的地质构造造成林南仓矿井煤系地层松软破碎，大多数围岩属软岩，因此林南仓矿井的开拓巷道，原来全部采用料石砌碹和金属拱型支架支护，但是这种支护方式承压能力较差，80％砌碹巷道变形严重，被迫翻修，增加了矿井成本。能否采用锚喷支护提高巷道支护能力，降低巷道破坏程度，于2004年在-650m永久水仓尝试了锚—网—喷联合支护，并取得了成功。1工程概况1．1工作面概况-650m永久水仓位于-650m水平东翼采区下部12煤层底板岩石中。该巷道北为东一采区，目前正在回采和掘进，南为F1断层，西为临时水仓和西轨道斜井，东部暂无工程，水仓设计长度为

3、455m。1．2水仓层位及围岩情况①水仓层位：-650　m水仓位于12S煤层底板岩石中，岩性为粉砂岩和黏土岩泥质胶结，岩石松软破碎，岩层厚度为19．8m，倾角10°～26°。②地质构造情况：该区域地质构造简单，为单一构造，水仓南部有F1断层，距水仓60m左右，对其影响不大。2支护作用与原理2．1锚杆支护作用与原理-650m水仓为半圆拱形断面，四周均为松散的黏土岩，利用锚杆的挤压加固拱的作用支护原理，在围岩变形的早期阶段，对围岩进行加固，提高其承载能力，使它不但能保持自身的稳定性，而且能够承受足够压力，以阻止上部围岩的移动和变形。这就是挤压加固

4、拱，锚杆的预张力是加固拱的前提。另一方面，锚杆对围岩所产生应力使压缩带内的岩石处于三向受力状态，从而使岩体强度得到提高。锚杆本身还有抗剪销钉的作用，具有相当好的可塑性承载能力。2．2喷浆的作用与原理喷浆采用的材料骨料：红矸石粉(陶粒土)，水泥：425#普通硅酸盐水泥。红矸石粉是经过高温自然膨胀后的煤矸石所形成的自然陶料粒，经过机械加工筛分形成粒度均匀的混合物料作为喷浆混凝土的骨料，代替砂石粉骨料。红矸石粉的颗粒级配：粗骨料5～15mm占36％，细骨料0~5mm占58％，该骨料具有吸附性强、吸湿性强等特点，与其他石粉骨料相比，相对密度小，颗粒圆

5、滑，对输料管磨损较小，与混凝土配比后，黏稠强度高，并且成本低，可就地取材。制作试块进行强度试验，混凝土标号达到200号(配比∶水泥∶石粉=1∶3，减少了水泥的用量)。喷浆的作用：一是封闭围岩，减少空气与围岩的接触，防止围岩风化；二是利用混凝土高度的黏结固化性能，将钢筋网、锚杆、围岩紧紧抓牢，凝固在一起形成100～150mm厚的圆拱梁，共同抵抗围岩的压力。采用锚—网—喷联合支护，加大了支护强度和支护的整体性，延长了巷道的服务年限。在遇有断层及顶板破碎等地质条件变化区域，适当增加锚杆的密度及喷射混凝土的厚度控制顶板。　 图1锚杆锚锁结构部件1——

6、顶帮锚杆；2——锚锁；    3——托盘(120mm×120mm)；4——锚锁托盘(400mm)；5——锁扣；    6——垫板；7——螺母2．3锚索的作用原理锚索是一种预应力锚固的作用，它通过锚索锚固在岩层深部稳定的岩石中，进行预加应力，把主体结构的支护应力传递到深部稳定的岩层，通过这种作用能传递较大的拉应力。另外，可以使松散的围岩在锚索的弹性压缩下承载，提高围岩的整体性和内在抗力，增强其强度，并能够有效地控制围岩变形，增强围岩的稳定程度。另外，预应力锚固能够使结构物与围岩介质连锁在一起共同作用，组成复合梁，使围岩发挥出更大的承载作用，达到

7、加固顶板作用。3支护材料及支护参数根据提供的地质资料及岩性分析，巷道岩石为Ⅱ类。选用的支护材料及支护参数如图1所示。3．1支护参数(1)锚杆参数①锚杆长度2400mm，直径22mm，右旋等强，材质20Mnsi，屈服拉力150kN，锚杆间距800mm，锚杆排距1000mm。②锚固剂：KL型树脂药卷，CK2333型1支，K2333型3支，锚固长度1200mm。③钢筋网：钢筋为φ6~8mm圆钢，网孔为150mm×150mm，网规格为1500mm×1200mm,网间绑扎，网与网搭接150mm。④锚杆托盘为金属钢板，厚度为8mm，规格为120mm×12

8、0mm。(2)锚索参数①锚索采用φ15．24mm，1×7股高强度低松驰预应力钢铰线高锚力锚索，长度7．5m。②锚固剂：树脂加长锚固，CK2333型1支，K2333型