锚索束在深井大断面软岩巷道中的应用

1、 锚索束在深井大断面软岩巷道中的应用 摘要：针对谢桥矿二水平西翼b8煤层底板回风上山巷道，该巷道岩性差，压力大，我们对实施了锚索束支护,保证了巷道顶板围岩稳定,消除了安全隐患,给类似的工程施工提供了良好的借签经验。关键词：锚索束；大断面；软岩巷道；应用随着矿井的开采，回采动压的影响表现的越来越明显，一些大巷出现明显的变形，顶板开裂破碎，两帮挤压严重，断面缩小。矿压治理一直是伴随煤矿安全生产的一大难题。尤其在大跨度、大断面、高矿压、软岩层等管理上存在支护强度不足，帮顶位移量明显，巷道失去使用功能，存在安全隐患，造成后期重新安排队伍进行修复，耗费人力物力，影响矿井安全生产。1 锚索支护的原理锚索支

2、护技术是通过预应力锚索加固岩体，其实质就是通过锚索对加固岩体施加预应力，限制岩体有害变形的发展，可以明显改善围岩的应力状态，提高围岩的自承能力，从而保持围岩的稳定，锚索支护技术是对锚杆支护技术的发展。2 锚索支护的特点锚固深度大，锚索可根据实际情况确定，一般锚索长度510m，能够锚固到深部稳定岩层中去。锚固力大，用于煤矿的单股钢绞线小锚索的承载力为260kn。可以施加较大的预应力，一般小锚索的预应力在100kn以上。施工方便快捷灵活，施工工序与普通树脂锚杆基本相同。可以和其它支护相结合，不缩小巷道断面，工期短，安全可靠，节约资金。3 工程概况谢桥矿二水平西翼8煤层底板轨道上山，属于深井高地压大

3、断面软岩巷道，巷道初期采用架棚支护，巷道因矿压较大，顶板下沉、棚梁被压坏，口内反反复复安排多次进行喷注浆加固，浪费了大量人力、物力和财力，且对安全生产造成很大的威胁。而类型情况在二水平西翼b8煤层底板回风上山同样出现，为此，我们采用锚索束加强支护技术。4实施方式4.1锚索束相关技术参数（1）锚索束托盘规格80080016mm钢板，强度不低于345mpa，托盘上锚索孔直径40mm，托盘周边锚索孔中距托盘边缘100mm，托盘正中设置一孔。托盘质量为100kg。（2）托盘正中施工227400mm锚索，两侧施工226200mm锚索，锚索外露150250mm。（可根据锚索生根岩性进行调整）（3）每孔配3

4、支z2360型树脂锚固剂，钢绞线推入孔底搅拌后等2h4h后用涨拉千斤顶涨拉钢绞线，锚索预紧力设计180kn。（4）锚索垫块规格15015016mm，强度不低于345mpa，垫块上锚索孔径25mm。锚索支护示意图4.2 锚索束支护的特点锚索束支护方案的设计使5根不同长度的锚索配合大托盘使用，一方面不同长度的锚索生根于不同的岩层层位，增加了锚固点的稳定性，也加长了锚固长度，锚索束对应锚固长度比单个锚索增加了130%；另一方面5根长度不等的锚索作用于一个大托盘形成了超过500kn的强大束缚力，类似于钢绞索斜拉桥柱墩的作用，提高了锚索的预紧力，大大提高了支护效果；托盘面积大，护表面积大，护表作用强，有

5、利于锚索预紧力的扩散和锚索作用范围的扩大。4.3锚索束支护的要求首先在存放运输要保证钢绞线干净，无锈，以免影响锚固力，安装锚索使用锚索钻机带专用夹具搅拌器安装，张拉锚索应在锚固剂搅拌均匀30分钟后进行；第二，锚索长度根据巷道顶板岩层情况确定，使锚索锚固到稳定岩层中，当稳定岩层与巷道顶板距离过大时，锚索长度应超过自然平衡拱2m以上，并满足锚固段长度不小于1m，自由段长度不小于3m，张拉段长度要保证张拉工艺要求长度，一般不小于150mm；再次，锚索外露长一般不超过200mm，如外露超长影响巷道使用， 严禁队组私自剪切；第三，对锚索预紧力进行抽查验收，合格率达不到90%时，或有一根预紧力低于设计值8

6、0%时，全部重新预紧；最后，锚索孔距误差不应超过200mm，孔深误差不应大于200mm，钻孔轴线与设计轴线的偏差不应大于3，锚索各组件符合设计要求，托梁必须紧贴岩面。4.4锚索束支护需要注意的问题首先是确保时效性。在掘进巷道过程中，要快速将锚杆锚索支架予以安装，避免顶板出现早期的离层现象。一般来说，通常间隔100m，需要安装一顶板离层仪器，便于对巷道的稳定性进行观察，这主要是由于锚杆安设质量和巷道的围岩的稳定性有一定的隐蔽性，导致在巷道顶板出现位移变化时，没有明显的预兆，所以，关于巷道安全性的监测是非常重要的。其次是紧固性。在完成锚杆和锚索支架后，必须确保预紧力满足既定标准，才能发挥更好的预防

7、功能，这样一来，悬吊作用也会变得更加的明显，因此，强化检查与维护是非常重要。5具体应用谢桥矿施工的二水平西翼b8煤层底板回风上山，属于深井大断面软岩巷道，岩性差压力大，初期施工过程中，断锚现象频发。为了保障安全，决定采用排距5m的锚索束进行加强支护。经过近3个月的对比分析，锚索束在回风上山的应用是成功的，有效缓解了顶板压力，达到了支护强度，目前巷道状况良好。在以后的施工过程中，把锚索束的效果发挥到了最大化，相继应用到了钻场大跨度施工中、三岔门、四岔门拨门施工中，过断层等特殊地质构造带，取得了不错的效果。6有益效果安全效益：锚索束的成功应用，大大增强了巷道支护强度，保障了巷道使用功能，减少了不必

8、要的返修工程。经济效益：以宽高=54m的直墙半圆供巷道来讲，5m范围内一组锚索束的成本大约为600元；相比传统的喷注浆来讲，需要的材料成本为喷浆+注浆，5m范围内消耗喷浆料v=517.30.01=0.86m，大约需要水泥量4t水泥，合计成本约为2.5000.86220+4430=2193元，每米巷道节约成本1593/5=318元。7 结束语在大断面软岩巷道施工中，采用锚索束支护技术，可以对巷道围岩的强度进行强化，将巷道顶部与底部有机联合成为一个整体，形成一个稳定的结构，有效地提升了掘进面巷道的稳定性能。通过锚索束支护技术的应用，对掘进面巷道进行了明显的加固，显著地提升了掘进面巷道施工作业人员的安全系数，避免发生变形、漏顶等情况威胁实际作业人员的人身安全。参考文献： 1江秀良；软岩回采巷道变形破坏机理研究j.科技致富向导，2011（24） 2王小毛等；深井软岩大断面硐室支护技术研究j.煤炭技术，2011（08）3