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软岩巷道支护探索

2013-04-29路亚军孟凡永

路亚军 孟凡永

摘要:根据具体岩性,对软岩支护进行实践,同时对这种支护在实际应用中影响支护效果的因素进行了分析,并提出合理支护对策,为类似条件下软岩巷道支护设计提供有力参考。

关键词:软岩巷道 锚、网、喷支护 参数

1 软岩的定义

软岩是指单轴抗压强度小于30MPa的岩石,指松散、软弱的岩层,它是相对十分坚硬岩层而言的,自身强度很低,它是一种复杂岩石力学介质,在某种特定环境下可以显著塑性变形。

2 兴隆矿关于软岩支护的探索

多年来,锚、喷支护一直是兴隆矿在开拓、准备巷道中常用的支护方式,锚、喷支护一直具有强力大、可缩性大、全封闭、整体性好的特点,支护效果一直不错。但是随着矿井越挖越深,地压越来越大,支护的难度也随着越来越大,已经超出了原有的支护承受范围。如果强行采用原有的支护方式,就会出现浆皮开裂、变形,而且维修的次数也会越来越多,锚喷支护已然不能满足住户要求。严峻的形势逼迫我矿尽快探索出一种新型的、行之有效的支护方式。经过几年的探索,将锚、喷支护改良为锚、网、喷支护,并通过大量的实践因地制宜地设计出支护参数。经过近几年的实践,资料表明,即使矿井越挖越深,地压越来越大,锚、网、喷支护都是一种非常可靠的支护形式。

3 影响支护质量的因素及对策

3.1 巷道成形

因为巷道掘出后,原有的围岩应力被破坏,围岩应力需要释放出来才能达到新的平衡。在巷道掘进的过程中,一定会受到外力的作用,导致围岩应力失衡,表现不稳定,甚至影响支护强度。所以,在软岩巷道掘巷的时候,一定要尽量小的破坏围岩,特别是在炮掘的巷道中,一定要尽量少装药,发现已经松软的岩层,一定要用手镐或风镐凿除掉,这样不仅可以保证锚、网、喷支护的支护效果,也可以节约成本。

3.2 锚杆参数及支护强度

锚杆支护参数和支护强度受很多因素的影响,比如巷道服务年限、承压性质、规格形状,周围环境等等,锚杆支护参数和支护强度会随着这些因素的不同而变化。巷道断面、埋深和支护强度是成正比的。另外,支护强度设定的不同,也会因为同一巷道的不同部位受力大小也不同而有影响。

3.3 金属网的铺设标准

金属网铺设时一定要紧贴岩面,网与网要搭接,绝不能對接,且搭接长度不能小于0.01m。网与网之间用联网丝连接,每扣间距不能大于0.02m。

3.4 喷浆选料及标准

配合材料为水泥、沙和石子,配比为水泥:沙:石子=1:2:2,设计标号为C20,喷厚为0.05m。喷射混凝土配合材料中,水泥必须使用标号不低于R42.5的普通硅酸盐水泥,速凝剂使用煤海J-85型,水泥重量的3%~5%一般是标准掺量,喷拱取上限,喷淋水区时,视情况而定可加大速凝剂掺入量,速凝剂必须在喷浆机进料口均匀加入,沙为纯净河沙,石子直径小于0.006m,粒径大于10mm的石子控制在20%以下,保证混凝土有光泽而不流淌。

4 围岩条件多变情况下的支护

4.1 二次支护

围岩条件多变的软岩巷道应力高,围岩强度低并具有膨胀性、流变性的特点。在这样的条件下也能采用锚、网、喷支护。

兴隆庄煤矿B1303轨联巷进入轨顺后沿断层带掘进,围岩以炭质泥岩为主,节理裂隙非常发育,破碎松软,手可剥离,属于典型的软岩范畴。巷道开挖时采用全断面一次预裂光面爆破,一次支护采用锚、网、喷支护。锚杆采用直径20mm、长1800mm的圆钢锚杆,树脂锚固剂卷端头锚固,挂金属网,初喷30~50mm厚柔性喷层;待巷道变形较稳定后复喷并进行二次支护。二次支护用注浆锚杆对围岩进行注浆加固。由此对岩体实施外锚内注加固处理。

4.2 对二次支护的认识

在软岩巷道中,因为软岩蠕变时间长的特点,一般都是采取根据现场的实际情况做第二次支护。但实践证明,在巷道的使过程中,应该在一开始发生开裂的时候,就及时喷浆并补设锚杆,等到围岩位移量达到200~300mm时再实施二次支护。在巷道承受动压的时候应该先提前加固,然后再根据实际的变形情况进行合理的支护。

5 结论

实践证明,在软岩巷道中采用锚、网、喷支护在技术上是可行的。在具体实施上,设计各项支护参数时要随地质条件的变化而变化,采取正确的施工工艺并加强现场管理,重视矿压监测。围岩条件复杂的软岩巷道可以在锚喷一次支护的基础上,进行其它形式的二次支护,取得更好的支护效果。

参考文献:

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[2]李少本,杨晓东.软岩巷道锚网喷支护实践[J].中州煤炭,2005-10-25.

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[4]段洪涛,张永江,孙全发.软岩锚网喷支护体系可靠性分析及对策[J].科技资讯,2008-05-13.

[5]袁秋新,王东.过断层破碎带的毁损巷道修复[J].煤矿支护,2003-11-15.

作者简介:

路亚军(1982-),男,2006年毕业于武汉工程大学,现在兴隆矿掘进二队,助理工程师。