深部软岩巷道支护原理及应用

2015-06-29张学武

四川水泥 2015年8期

关键词：金属杆软岩锚杆

张学武

（永城职业学院,河南，永城 476600）

深部软岩巷道支护原理及应用

张学武

（永城职业学院,河南，永城 476600）

本文着手于深部软岩巷道支护的技术原理，通过对深部软岩秀巷道支护技术在唐口煤矿中的实际应用情况进行研究，有效的说明了深部软岩秀巷道支护技术的实际应用效果，为我国今后的矿山开采施工提供合理化的参考。

软岩；巷道支护；矿山开采

0.引言

随着我国矿山开采技术的不断完善与发展，越来越多先进的开采技术被实际应用到煤矿资源的开采过程中。伴随着我国社会市场经济的不断发展，市场对于煤矿资源的需求也在不断增加，如何在今后的煤矿资源开采过程中实现加工开采的高效性与安全性，是我国相关部门继续研究与解决的难题。

1.深部软岩秀巷道支护技术

（1）在围岩上实施锚注加固技术

锚注加固技术在我国煤矿资源的开采过程中属于常见的开采技术之一，这一技术直接作用于巷道围岩结构上，在实际的应用过程中充分的改善了威严的性质，极大的改善了围岩应力分布情况，同时增强了弱面的力学性能，增大了岩体间的相对位移阻力，实现了围岩稳定性的整体提升[1]。其次，锚注加固技术在矿资源开采过程中实际应用时，可以在巷道注浆以后，致使破碎的岩块进行重新凝结，形成一块统一的承载结构，有效的发挥出了围岩的稳定性，让巷道支架与围岩实现共同作用，从而极大的减轻了支架承受的应力，保持了围岩的力学性质，对煤矿开采的长期稳定性起到了重大的意义。

（2）实施锚杆和锚索的联合支护

在进行巷道支护的过程中，实施锚杆和锚索的联合支护，通过这一举措，为采矿作业施加巷道表面的力，并且让这股作用力与巷道内部建立互相作用的关系，以此保证巷道施工的安全性。在进行锚杆和锚索的联合支护时，锚喷支护是由金属材料加工而成的杆状物，用树脂药卷或水泥砂浆对材料进行胶结，然后通过在金属杆上加长锚固，使金属杆直接作用于岩体上，利用应力约束使金属杆周围的岩体发生变形。这种方式常常与围岩表面喷射混凝土的方式进行结合，在实际应用的过程中具有及时性和一定的经济特性，为我国煤矿开采做出了巨大的贡献。

（3）运用金属支架和砌碹等支护方式

在进行巷道支护的过程中，运用金属支架和砌碹等支护形式可以有效改善传统支护方式的支护效果[2]。在实际运用过程中，提供外力直接作用于巷道围岩的表面，从而达到了有效的支护效果。这种方式属于被动支护，在实际运用的过程中可以极大地提高软岩的适应性。刚性支架在实际应用于巷道支护施工时，通过产生被动的约束力，对围岩产生变形压力，以此减少围岩的变形程度。可缩性支架在实际应用于巷道支护施工时，在提升了软岩的适应性的前提下极大的实现了让支平衡，对支护效果做到了明显的改善。

2.工程实例

唐口煤矿是济北矿区较为普通的一座现代化矿井，在2004年被淄博矿业集团进行承包建设，该煤矿可采储量约为360000kt，预计年产值为3.2Mt，预计服务年限为80a。唐口煤矿在实际的煤矿开采过程中采用了立井开拓的开采形式，井筒直接穿过的地层中包含着泥砂岩、泥岩、细砂岩、粉砂岩等，钻井位置地下水丰富，巷道围岩四周的环境可能会对煤矿开采造成一定的影响，由于唐口煤矿的井下存在硐室，巷道内围岩稳定性较差，对目前的矿井开采造成了严重的影响。

（1）实施锚注联合支护方案

在本次唐口煤矿内的巷道开采过程中，制定了锚注联合支护的开采方案，实施过程中由于辅助运输石门是煤矿工程中较为重要的运输生产线，在目前的开采施工过程中，这一生产线已经发生了变形，并且遭受到了严重的破坏，对巷道围岩的正常开采施工造成了一定的影响，需要采取正确的支护方式进行加固与修复。通过详细的分析比较，在这一过程中，可以采取超强刚性支护的方式对运输石门进行加固，以此保证石门的正常运作，如图1所示。

图1 辅助运输大巷修复支护

在辅助运输大巷进行修复支护的过程中，超强刚性支护采用了高强螺纹钢锚杆与内注浆锚杆这两种支护方式，并且组成了锚注联合支护技术实际应用于石门的修复工作。其中高强螺纹钢锚杆和内注浆锚杆的结构、参数分别为：

高强螺纹钢锚杆的规格为直径20mm、金属杆长约2500mm，金属杆之间的间距为750×2000mm，整个金属杆采用树脂锚固剂进行胶固，胶固的长度为450mm，在进行内注浆锚杆不知的过程中，应采用隔排布置的方式。同时，托盘之间都应该采用规格为100×100×10mm的钢板进行制作。

内注浆锚杆的规格为直径20mm、金属杆长约2000mm，金属杆之间的间距为1600×2000mm，整个金属杆采用树脂锚固剂进行胶固，胶固的长度为200mm，在进行内注浆锚杆不知的过程中，应采用隔排布置的方式。

（2）超强刚性支护的效果

在采取超强刚性支护的方式对运输石门进行加固的过程中，为了判断辅助运输大巷围岩经过支护以后是否能够保持稳定的状态，就需要对锚注联合支护技术方案进行可行性与合理性上的分析。在分析的过程中，通过动态量测巷道围岩进行位移的情况，通过设置收敛变形监测断面，采用中腰线十字布点的方法，结合有关数据，对顶底板移近量及西宁有效观测。

通过一些列的检测与观察，可以明显了解到副井绕道两帮的移动距离为22mm，顶底板的移动距离为 15mm，由此可见，锚注联合支护技术在实际应用的过程中有效地提高了运输石门内部支护结构的整体性，同时保证了运输石门四周围岩的整体强度，极大地增强了运输石门的承载能力，有效控制了软岩巷道所遭受的变形与破坏，实现了唐口煤矿的正常生产。