松软岩层中光爆锚喷支护的应用研究

张志远

(黑龙江龙煤集团双鸭山分公司双阳煤矿， 黑龙江双鸭山市 155137)

松软岩层中光爆锚喷支护的应用研究

张志远

(黑龙江龙煤集团双鸭山分公司双阳煤矿， 黑龙江双鸭山市 155137)

通过对松软岩层中光爆锚喷支护作用机理的分析，提出采用光爆锚喷支护技术对软岩巷道进行支护，控制了巷道的变形和底膨，解决了巷道支护的难题。

松软岩层;光爆锚喷;巷道支护

光面爆破的巷道稳定性和不规则的普通炮掘有着明显的区别，在松软岩层中实施光面爆破能够积极保护围岩的强度和整体性，提高围岩的稳定性。双阳煤矿的实践证明，软岩中光爆，二圈眼也要轮尺定位并预留光面层，以提高光面爆破的效果。

1 断面形状的选择

为抵抗围岩的变形压力，发挥围岩承载作用和锚喷支护的抗压能力，双阳矿开挖巷道实践表明，由于侧压较大，直墙半圆拱、直墙和喷层将受到弯曲作用，在拉应力作用下墙部首先移动，而后起拱线和肩窝部位受剪切破坏后导致拱顶开裂，因此松软岩层特别是侧压大、底鼓严重的巷道，断面形状应采用圆形、椭圆形及马蹄形断面为好。

2 锚喷支护参数

松软岩层锚喷支护应以锚为主，以喷为辅，而且要求做到先临喷(封闭)后锚(加固)后复喷，并锚喷紧跟迎头的作业方式，将锚喷结合成一支护整体。

(1)在松软岩体中，不但围岩对支架产生较大的变形压力，且当巷道高度大于宽度时，往往两帮的变形压力表现的更突出。因此，锚杆不仅要锚护顶板，更不可忽视两帮及基脚。在软弱围岩中，为了提高锚杆的锚固力，只靠端头锚固是不够的，应配注砂浆，注满注实，提高围岩的自身强度，以有效的控制松散区的扩散。从双阳矿实践来看，锚杆长度应取1.8～2.2 m 为宜，一般巷道断面差异不大，可近似取巷宽的1/2。在特殊工程条件和大峒室交岔点，应适当加长锚杆(3.0～5.0 m)，其间排距应尽量缩小，一般为500～700 cm。锚杆的角度在软岩中尤为重要，不仅从岩面上能保证与岩石尽量垂直，且锚杆安装在岩体里的角度也要一样垂直，解决上述几个问题锚杆才能更有效的发挥作用。

(2)根据变形压力与支护刚度间的关系，为使软弱岩体中的锚喷支护具有一定柔性，喷混凝土应分次进行，不宜一次喷够全厚。第一次初喷30～50 mm，使喷上的混凝土薄壳结构具有一定的柔性，以适应围岩一定位移;第二次喷射经验为间隔10～15 d，其厚度均为100～150 mm，松软膨胀，构造带岩体不宜喷素混凝土，应采用盘网与喷混凝土锚索联合支护。

3 锚喷支护

由于松软膨胀性岩层具有吸水膨胀、风化、松解、降低强度等特点，因此在施工中如何保持岩面的自然含水率和自然强度是很重要的，最有效的办法是巷道掘进后立即支护。

松软围岩岩体的内聚力很小，巷道允许短时间临空的长度是极其有限的。从掘进到临时支架，到拆除、立模、扎筋、浇灌，再到壁后充填需几天才能完成，岩石揭露受风化、潮解等因素影响，常因支护迟缓影响而发生岩石松动或塌落，而掘进后立即进行锚喷支护能抑制围岩的松动变形，改变围岩的应力状态。这可以从摩尔圆理论来说明，喷混凝土封闭围岩，充填裂隙与围岩紧密结合，在围岩应力还末重新分布的条件下，即提高了岩体的黏聚力与内摩擦角，使全路线上移同时喷混凝土对围岩产生径向抗力，且在锚杆作用下逐渐增大，使摩尔圆右移，这就保证了围岩的稳定，也是优于其它支护的特点。

径向抗力的增大充分体现了锚喷支护提高围岩的自承能力，无数工程实践证明了锚喷支护的及时性是很重要的。双阳风井相邻平行两巷施工，一条巷道锚喷及时，支护巷道良好，掘进速度快，而另一条巷道只锚拱顶部分锚杆，两肩以下只喷薄层混凝土，时间拖长，造成两侧来压、疏动、帮部脱落、顶板下沉以至冒落，冒落高达5 m造成很大损失。

4 底板支护

松软围岩具有很大的膨胀变形作用，尽管采取了不同参数不同形式的联合支护，但如果对底板不加任何约束，任其自由膨胀，同样会引起锚喷支护的严重问题。从双阳三采区车场过F5断层一段，采用了长短锚杆、喷、锚、网联合支护，喷层厚度达150～200 mm。当时检查和观测这巷道是合标准的，但由于未对底板做任何处理，临时水沟水排不出去，故2月后显现底鼓、两帮位移，最大达150～300 mm，由底向上喷层开裂日益加剧，局部脱落，教训很深刻。

由此可见，对于具有明显底鼓膨胀性的岩体必须采取封闭结构，处理底鼓方法要与锚喷支护结构结合起来，一是浇注钢筋混凝土底拱，但此钢筋必须与墙部钢筋联结成一整体;二是打地锚，喷10～20 mm混凝土封闭。

松软岩层锚喷支护除底板要及时处理外，也要及时排出工作面积水。

5 结语

在施工过程和施工后，采用不同的仪器、元件对围岩支护结构的状况进行观测和检查是非常重要的，内容包括巷道位移、围岩对各种支护的压力显现，喷层受力、应变，锚杆受力等，从而掌握松软岩层在不同地质和生产技术条件下，巷道矿山压力显现的基本规律，根据这些规律，选定巷道位置和合理的支护形式，以减少设计和施工的盲目性。

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2010－12－16)

张志远(1975－)，男，黑龙江双鸭山人，工程师，一直从事采矿工程技术工作。