煤矿巷道维修中注浆对初次支护的作用分析

摘 要：针对目前煤矿生产中有一些使用年限较长的巷道由于初期支护强度、方式不合理，或者受采掘影响，导致巷道变形破坏严重，其浅部围岩已经完全破坏，裂隙也逐步向围岩深部扩展，常规的支护手段已经没有支护基础等问题，通过数值模拟软件UDEC模拟分析注浆对变形破坏巷道的原锚索支护的影响，以及对改善破碎围岩状态的作用。得出通过注浆可改善原有锚杆（索）支护的作用、改变围岩的状态，为后期的扩巷、加固提供可靠的基础。

关键词：煤矿 巷道维修 注浆 初次支护 作用

围岩控制技术的关键是通过一定的手段来改善围岩的状态，充分利用围岩自身的强度来保持支护系统的稳定性。注浆作为改善岩土状态的重要技术，能在原位对岩土进行加固和改性，使一定范围内的岩土体成为支护结构不可分割的一部分，充分利用岩土体本身的强度，较好地解决了一些棘手的问题。

一、简述煤矿巷道的有限元素分析

1、取值分析的整体运用

在研究锚杆锚喷支护对围岩蠕动所带来的限制作用的时候，通过具体的比较，尤其是毛洞的经历蠕动变换后的位移和锚喷支护的巷道位移，都会带来不同程度的影响，因此，可以进行具体的数值计算，通过现代化的计算方法，采取有效的锚杆支护措施，形成围岩的稳定性，适当的配置预应力的取值等等。

2、数据运用分析

在煤矿巷道锚杆支护的具体数据分析上，如果锚喷为C20混凝土，如果这样的弹性模量为25.5Gpa，泊松比为0.2，厚度为50mm。其中，可以选用锚杆的直径为22mm的等强钢，具体的弹性模量为210Gpa，泊松比为0.2，施加预应力，可以更精准的计算出预应力的取值，应该在105KN，更好的发挥锚杆支护效果的整体效能。

二、分析煤矿巷道锚杆参数对支护效果的影响

1、增加锚杆数量

在具体的运行中，增加锚杆支护的数量，就是为了减少锚杆之间的距离，锚杆控制巷道围岩变形的效果就会呈现更好的效果，尤其是在锚杆间距逐渐缩小的情况下，横向与纵向距离的变化，也会造成不同程度的影响，就会造成围岩位移的速度逐渐降低，因此，锚杆支护数量的增加也能对效果起到很好的提高作用。尤其是在锚杆支护数量增加的同时，围岩位移逐渐减少，减少的趋势也会由强变弱，并且在选择一个合理取值的时候，尤其是结合不同的地质条件，锚杆间距的取值更显得尤为重要。

2、不同长度的影响

在煤矿巷道锚杆参数的长度选用上，也会造成不同程度的影响。不同长度的锚杆对巷道围岩的变形效果也会造成有效的控制，随着锚杆长度的增加，横向的收敛量就会逐渐降低，锚杆长度与横向收敛量呈现出一定的正比例现象，因此，支护效果会随着锚杆长度的变化造成不同程度的提高，形成整体的效能发挥。

三、探讨煤矿巷道维修中注浆对初次支护的作用

1、修复的时机要精准

修复支护技术的关键是如何对破碎松动围岩加固补强及如何确定支护时机，如果支护时机掌握不好，如巷修的支护时间太早，在围岩剧烈活动期，在高地压尚未重新分布完毕之前进行，则支护效果不佳，一般支护手段很难保证巷道支护完好。如支护时间太迟，待变形严重后修复，巷道的有害变形将会加剧，巷道冒顶的可能性增强，围岩破碎松动的范围将加大，给修复工带来极大地困难，不但成本增加，安全性也没有保证，因此，合理确定支护时机是巷道修复的一个关键问题。深部地压作用破坏时，最佳时机按巷道矿压观测资料确定，通过对巷道围岩表面位移观测，绘制出巷道变形曲线。其变形速度达到最大值时，表明巷道围岩受力最大，此后压力减小（但变形不停止）。此时，如巷道支护强度能抵抗破坏外力，巷道不破坏；如巷道支护强度相对较弱，巷道出现变形、喷体出现片状或鳞状剥落，此时便是最佳支护时机的临界点，可进行巷道修复工作。

2、二次锚网喷支护修复技术

（1）支护要求。巷道断面：在初次支护时留出300mm的让压空间，根据巷道变形情况，确保注浆和二次锚网喷支护后的巷道净尺寸满足通风、行人和运输等需要。（2）锚喷支护修复施工工艺。根据围岩条件、失修状况，以及现有施工条件，采用初次锚网索喷体支护（喷厚50～70mm）让压，超前把变形区域内的围岩封闭，注浆充填围岩裂隙后，再二次锚网，锚杆和金属网规格同初次支护的参数，最后挂线复喷成型作为永久支护。施工顺序：控制扒渣机距离迎头不超过30m，在移动扒渣机后，及时进行注浆，充填初次支护体以外的破碎围岩裂隙，然后二次锚网变形部位，尤先处理拱部，最后挂线复喷成巷。

3、方法运用

在煤矿巷道锚杆参数对支护的影响分析中，针对不停的支护技术的采用，尤其在长短参数、排距参数等多方面的技术运用，就需要采用更为科学的技术应用，因此，在结合煤矿锚杆支护参数的具体运行中，通过工程类比法、理论计算法等多种技术的运用，能更好的减少煤矿巷道锚杆参数对支护效果的影响，譬如，工程类比法是当前应用较广的方法。它是根据已经支护的类似工程的经验，通过工程类比，直接提出支护参数。它与设计者的实践经验有很大关系。然而，要求每一个设计人员都具有丰富的实践经验是不切实际的。为了将特定岩体条件下的设计与个别的工程相应条件下的实践经验联系起来进行工程类比，做出比较合理的设计方案，正确的围岩分类是非常必要的。进行围岩分类后，就可根据不同类别的岩层，确定不同的支护形式和参数。

四、结语

通过采用多种方式的运用，尤其是对锚喷支护巷道的蠕动变模拟运用，并且通过对不同锚杆参数的使用，包括长短的变化、排距的变化等多种影响因素的分析，获取一定的支护数值运用，尤其是一定程度的锚杆支护可以更好的限制蠕变位移，减少对围岩的应力作用，并在横向工程上提供坚实的技术支撑，更好的为煤矿企业的发展提供强有力的技术服务，促进整体效益的提升。

参考文献：

[1]刁金昌；某煤矿巷道锚杆参数对支护效果的影响；中国新技术新产品；2010年22期

[2]马时强；酉水隧道围岩大变形及支护结构数值模拟研究[J]；地下空间与工程学报；2009年03期

[3]柴柏龙；李晓红；卢义玉；康勇；冯卫强；陈凌云；大跨度隧道围岩-支护体系稳定性分析[J]；地下空间与工程学报；2009年03期

[4]闫振东；大断面煤巷支护技术试验研究及新型锚杆机研发应用[D]；中国矿业大学（北京）；2010年第4期

作者简介：贾鑫（1986.10-），男，南阳市社旗县人，助理工程师，毕业于河南理工大学。