深井软岩巷道锚喷网支护试验研究

深井软岩巷道锚喷网支护试验研究

[摘要]经对大量的现场实际测评资料数据的分析，对软岩巷道区域的拉压变形机体制，及运用在张拉区域变形和压缩区域的自身承受能力的原理，针对不同的深井软岩巷道的不同尺寸的压缩、张拉域，结合实际情况，采取了结合锚杆群和深锚的作用，采取对锚喷网支护试验的方法，进一步研究了深井软岩巷道不同锚喷网支护技术的参数计算以及选择研究。

[关键词]软岩巷道 锚喷网支护 区域拉压

1概述

如今随着开采范围、深度规模逐渐扩大，深井软岩巷道的维护问题，已逐渐成为了影响矿井下高效作业的一个重要影响因素。软岩巷道锚喷网支护问题一直困扰着矿井的发展脚步，增加了矿井巷道失修率增高，维护工作困难的局面，并延长了施工工期。虽然现国内外都已展开了关于此项工作的开展，但还处于摸索研究的阶段。因此，有关此项科研工作者和专业工程技术人员，不断进行大量的研究试验工作，研究了一系列的关于深井软岩巷道锚喷网支护技术，如中性点支护分析、松动圈分析、锚喷网支护、可伸缩U型钢支护、锚喷网大弧板支护的分析等[1]。其中锚喷网支护技术更先进合理些，但若想真正掌握这一技术，还需要做大量的工作，本文系统的将对锚喷网的支护原理做进一步研究。

2软岩巷道锚喷网支护试验与研究结果

2.1软岩特性与工程分类

软岩是指在工作工程力量作用下，产生可塑性、可变形的工程中的岩体。因为软岩拥有这一相对性的特质，方便在研究中加以运用。软岩的特点：质地松软、遇水时吸水膨胀，其抗压程度较低，如遇外力加压易变性。

软岩的工程分类是对支护难度、确定支护参数参考的依据，针对于在工程软岩分类中，软岩分为四类：高压力软岩、膨胀性软岩、复合型软岩和节理化软岩[1]。

2.2锚喷网支护的参数选择与设计

依据围岩松动圈支护理论划分软岩的界限，松动圈Lp≥1.5为软岩[2]，由于围岩变形快、时间长的特性，因此一般做的刚性支护都无法成功，支护失败时软岩底臌较明显，目前在软岩支护技术运用时，可缩性U型钢支护被广泛适用。大松动圈软岩的支护方式，应有足够的伸缩性和强度作为保证，能有效防止围岩底臌和封闭性。选择巷道断面形状时要严谨，既要保证设备布置的完整性，还要符合通风、排水、安全运行等需求，适应分布特点，增加巷道断面的抗压力变形等特点，一般选用圆形、椭圆形、缺圆拱形及矮墙半圆拱形。围岩的具体深部变

形特征，具体如图1所示。

经图1分析，在设计巷道断面时，应考虑到为围岩的变形空间留少许位置，根据多项实践经验得出，软岩巷道断面每侧均留出100～300mm左右即可，待围岩变形期稳定过后，保证巷道工作仍能正常使用。

在选择锚杆时，为提高支护效果，必须要有足够的锚固力，为了真正的主动支护，普遍不小于3t/根，优先选用小直径管缝式锚杆与可拉伸锚杆，其具备了较大的横向预紧力[3]。

锚杆的长度十分关键，与施工后的围岩碎裂程度息息相关，锚杆的长度适用于工程类比法，锚杆长度普遍选用1.6～2.4m，经很多现场施工实践经验证实，在出现围岩变软、地应力加大的情况下，锚杆长度应适当的缩短。为了让锚杆长度和围岩整体相结合时，锚杆定位位置方向应与巷道轮廓线垂直。金属网在选用时，实际常采用6～8mm钢筋加工而成，有菱形网和经纬网两种形状，选取是可根据围岩的碎裂程序挑选，网格尺寸普遍选在50～150mm[4]。菱形金属网更适用于易碎裂变形的巷道围岩。试验巷道支护结构图，具体如图2所示。

经上图分析，对深井软岩巷道锚喷网支护在实施时，松动圈、断面的抗压力形、选用锚杆的根数、长度及金属面等几方面尤为重要，是决定巷道锚喷网支护成功与否的重要基础。

第一次完成软岩巷道支护后，经过一段时间，随着围岩压力的释放，巷道围岩会随之变形，使内部部分钢筋产生少量弯曲，均属于合理范围内的正常情况。随着压力逐渐释放后，围岩变形的速度将减缓，再详细的分析检测情况，给软岩巷道做第二次的支护即可。

2.3在设计软岩巷道锚喷网时的注意事项

（1）在施工前必须掌握基础资料，并分析研究再加以运用。基础资料含：软岩的水文、地质、工程地质，岩石的抗压强度及是否有吸水膨胀的特性，与周围地质有关的资料进行完善的分析研究后，使实施工程的结果更准确，才能有效的减少施工时遇到的各种状况。

（2）将软岩巷道会遇到的底臌现象严格治理，软岩巷道变形，底臌是影响其变形的重要因素之一。如不及时治理改变现状，底臌往往会造成巷道失去平衡，严重时可将巷道完全破坏，造成重大的经济损失与安全隐患。根据以往对煤矿软岩治理底板的经验，有底板注浆、底板锚杆、封闭式支架等方法去解决，对其采取单向措施普遍不能取得较满意的效果时，可以采用多种方法结合的方式，采用联合支护方法去解决。

（3）施工的质量必须得到重视，如只是设计合理而没有严格的按照质量要求施工，那失败的比例将大大增加，达不到预期的效果。在施工中，对于材料材质的选择、锚杆安装技术、爆破工艺技术等方面，必须按照要求严格实施，确保

深井软岩巷道的稳定性和安全性。

3结论

软岩巷道锚喷网支护是目前主要的有效支护方法。在深井软岩巷道工程的实施过程中，区域拉压是导致变形的重要因素之一，在对巷道做完第一次支护后，应留有大概两个月的时间，让围岩的压力充分释放，再对巷道做第二次支护。采用锚喷网支护方式时，可将锚杆悬吊和喷网的整体作用充分发挥，是目前对软岩巷道稳定与安全维护较好的支护方法。在对支护设计时，对基础研究资料的分析必须重视，在分析中，结合实际施工操作，随时将支护结构的不足之处加以改正、并调整，以获得在软岩巷道锚喷网支护的最佳效果。

参考文献

[1]宋宏伟，郭志宏，周荣章，董芳庭.围岩松动圈支护理论的基本观点.建井技术，2013（4-5）.

[2]李颂文，唐果宁.碳含量对固体渗硼的影响研究.湘潭矿业学院学报，2013，12（1）：79～82.

[3]王晓敏等.45钢激光渗硼后的显微组织及机构分析.材料科学与工艺，2013，（2）：62～66.

[4]董方庭，李宏伟，郭志宏，鹿守敏，梁士杰.巷道围岩松动圈支护理论.煤炭学报，2013（1）.