巷道施工中锚喷支护技术分析

汪长青

（中鼎国际工程有限责任公司矿建分公司，江西 南昌 330000）

在我国矿井开采日益加深,矿山的地应力越来越大。锚喷支护巷道在我国的使用范围越来越广泛。目前根据巷道不同性质的围岩，采用锚、网、喷等多种形式，也使锚喷支护技术得以更加的完善。

任何产品的生产，不按其工艺要求进行，质量都是无法保证的。锚喷支护也是如此。锚喷支护质量的制约因素很多，施工中只要有一个环节不按工艺要求进行，就将会从根本上降低其质量，影响支护效果。

1 锚杆支护工艺概述

在锚杆喷射混凝土支护的巷道中，锚杆所发挥的支护作用是为人所共知的。过去我们主要使用的管缝锚杆，由于其施工方便，便于机械化作业，提高了掘进速度，为锚杆支护技术在我矿区的发展起到了推动作用。然而，几十年的应用也逐渐暴露出管缝锚杆存在着许多无法克服的缺点。由于管缝锚杆是靠管径的弹性变形产生的管壁和钻孔岩石表面之间的磨擦阻力锚固围岩的，在材质、加工和安装质量方面都难以达到设计要求，而且耐腐蚀性差，导致锚固力降低，支护质量不稳定。因此采用高初锚力、高强度的树脂螺纹钢锚杆替代管缝锚杆可以提高支护质量其屈服荷载、破断荷载大大高于普通锚杆，特别是在锚杆尾部螺纹部分经过强化热处理后，其强度高于杆体强度，并能保证必要的延伸率，使锚杆支护的安全可靠性进一步提高。

2 锚喷支护的前提和基础——光面爆破

光面爆破是通过合理选择爆破参数，使爆破后的巷道成形规整，减少了超挖和欠挖，最大限度地保持围央的自撑能力，有利于安全施工和永久支护的安全使用。光面爆破施工在工艺上有着严格的要求。但我们在现场调查中发现，不少的巷道光爆成形很差，超挖严重，围岩表面不规整。究其原因，是末按工艺要求施工。有的施工人员为了片面追求进度，不按要求布置周边眼、随意加大装药量，造成少钻眼、多装药，根本不成其为光面爆破。其结果严重破坏了巷道围岩的稳定性、削弱了它的自身强度、降低了它的自承能力，给下一步的锚喷支护带来很大困难。

3 合理确定复喷到迎头的距离

在现场施工中，不少单位将复喷紧跟迎头。这在巷道围岩条件好、原始应力较小时是可行的，因为这种巷道开挖后很少发生变形。但大多数巷道则并非如此，它们往往要有一个变形期，使应力得以重新分布、达到平衡，这样巷道才趋于稳定。根据巷道支护理，锚喷支护是一种主动支护，是一种将“抗”与“让”相结合的柔性作用，使围岩应力得以合理分布，提高围岩自承能力，这样更有利于维护围岩的稳定。

锚喷两次支护也是根据上述机理提出的。巷道开挖后立即初喷一薄层砂浆或混凝土，并安装锚杆。这样利用喷层和锚杆的柔性特点，允许围岩有一定量的变形，以改善围岩内部的应力分布状况，并控制围岩有较大的变形发展，以达到发挥围岩自承拱的承载能力的目的，减少对二次永久支护层的压力。复喷到迎头的距离，取决于围岩的性质、构造、巷道断面、掘进速度与光爆效果等因素。

4 一次喷射的厚度

喷射时，围岩表面立即粘结成一层喷射混凝土。如果连续在一处喷射，粘结的混凝土层会愈粘愈厚，直到混凝土支持不住本身的重量，会出现脱落，影响混凝土的粘结与凝聚。如果喷头移动的过快，在围岩上只留下一层砂浆，大部分的骨料回弹，等薄层硬结后，再复喷必然会增加回弹率，影响效果。因此，一次喷射混凝土应有一定的厚度，其厚度可根据岩性、围岩应力、巷道规格尺寸、喷射的角度等来确定。一次喷射厚度同喷射方向与水平面的关系可用下式计算：

D=K+4cosα

式中D-一次喷射的厚度；

K-3～4；

α-喷射方向与水平面的夹角。

通过一般计算，一次喷射厚度为40（顶）～70（帮）mm为最佳，分层喷射时，必须在前一层喷射混凝土终凝后再进行。

5 锚喷支护技术施工中的管理

煤矿施工的特点是地下分散作业，严格执行施工制度与落实措施更为重要。锚喷支护在质量管理上还有不少薄弱环节亟待加强。

5.1 锚杆安装的质量管理

锚杆赖以发挥作用的首要条件其安装角度和初始锚固力均要达到要求。实加强对锚杆安装质量的管理，要严格钻孔质量关。钻孔时必须长钎和短钎交替使用，必须保证锚杆与顶板和两帮的垂直度达到标准规定的要求。安装螺纹钢树脂锚杆时，搅拌要到位，锚杆尾端的垫板要贴紧围岩表面，然后用专有工具将螺母上紧，确保扭距、预应力达到要求。这几道工序一道都不能省，必须监督施工人员逐项完成。只有这样才能保证锚杆安装角度和初锚力达到预期的要求，提高锚杆的支护效果。

5.2 喷射混凝土的质量管理

5.2.1 混合料的配合比

由于喷射混土施工工艺的特点，在选择喷射混凝土配合比时，既要满足支护结构对喷射凝土的物理力学性能方面的要求，又要考虑喷射混凝土施工工艺方面的要求，而使喷射混凝土具有足够的抗压、抗拉、粘结强度，又使喷射混凝土收缩变形值保持最小，喷射作业时的加强弹花机率也最低。喷射混凝土的配合比不但决定喷射混凝土的强度，也是确定其成本高低的重要因素。喷射混凝土的成功依赖着许多变化的因素，便其配合比是在诸多因素中起着主导作用的。

5.2.2 喷射混凝土厚度

5.2.2.1 严格按质量标准加强对喷射混凝土质量的检查，严格进行试块强度检测，不得弄虚作假，否则不予定级。

5.2.2.2 加强石子的级配管理，对于含石粉，泥土的石子、砂子要事先冲洗干净，做到不合格的料不下井。

5.2.2.3 喷射混凝土的拌合要使用专用搅拌机，要严格按配合比随拌随用。

5.2.2.4 加强对管理人员与施工人员的技术培训和思想教育、提高他们的技术素质、质量意识与执行堆积的自觉性。

喷射混凝土厚度是巷道锚喷支护的主要参数之一，因此成为支护质量标准中规定检查的基本项目。在目前的情况下，要有效地控制喷射混凝土的厚度，一是要加强现场与施工同步的监督和管理；二是必须实行拉线喷射，即按巷道的净断面尺寸拉好线进行喷射，这是在目前条件下控制喷厚的简单易行而又具显著效果的方法；三是加强喷射施工前后巷道尺寸的对比检查，在巷道上下帮定点，每1米为一个控制点，在这一点上对喷射前后的巷道尺寸进行对比检查，从而确保喷射厚度达到要求。

5.3 其他方面

在喷射混凝土施工中还存在着其他一些不良现象，也必须加强管理加以克服。

①多次重复喷射。现在的喷射机具与喷射工艺完全能满足目前的喷厚要求，但不少单位还采取多次喷射的施工方式。在这种情况下，喷层只要受力，就极易在两次喷射面之间产生离层，影响其支护强度。

②由于巷道成形不好，巷道出现较大超挖时，个别区队则采取填矸或者挂多层金属网，制造假帮假顶。这些均不利于巷维护。

③喷前不冲刷受喷面。喷射混凝土前必须将受喷面冲刷干净，否则必然削弱喷射混凝土与受喷面的粘结，直接影响喷层的支护能力，降低支护效果。

④喷后不养护。喷射混凝土施工后的养护是一道很重要的工序。井下潮湿、空气湿度大，对喷射混凝土养护有一定好处。便喷射混凝土中添加了速凝剂，在水化过程中，需要较多水分。因此养护对提高喷体强度是必须措施之一。

结束语

总之,锚喷支护技术在巷道施工中占有相当重要的地位，做好施工的每一步工作，加强施工管理，为延长巷道服务年限和施工安全做好基础。

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