B050403 锚索支护在巷道维修中的应用

1、应用锚索支护维修巷道程永刚【山西省阳泉固庄煤矿】摘 要 山西阳泉固庄煤矿丈八平峒15#煤层828运输大巷二采区段由于受地质条件影响和采动影响，再加之服务年限长等原因，部分地段出现严重变形，料石破损脱落，矿压显现明显，严重影响安全生产。为了及时合理地解决这一问题，通过现场观测和分析研究，找出了几方面原因，并运用锚索支护解决了巷道维修的关键技术问题，取得了较好的效果。关键词 巷道维修 锚索支护 施工近年来，山西阳泉固庄煤矿丈八平峒三采轨道石门巷总回风巷和个别采掘巷道由于服务时间长以及受局部开采压力大等因素影响，部分地段矿压显现较明显，巷道变形，支护损坏严重，出现料石破损、脱落，矿工钢支架扭曲变形等

2、现象，造成巷道断面缩小、通风阻力增大、风量减小、运输和行人困难，严重地影响着矿井的安全生产。因此，如何进行巷道维修，提高维修质量，对矿井安全生产具有极其重要的作用。1 巷道损坏原因分析通过现象观测和分析研究认为，本矿井下巷道部分变形损坏有几方面的原因：其一、巷道服务时间长，受当时生产技术条件限制，采用的是砌碹、支架等被动的支护方式，支护体与巷道围岩之间存在一定的间隙，随着时间的推移，巷道围岩松动范围逐渐增大，直至发生冒落；其二、巷道受采动压力、煤柱支撑压力的影响，采动压力远大于原岩应力，巷道围岩因此产生松动，进而遭到破坏，当采动压力施加到支护体上的作用力远大于后者的支护强度时，使巷道破坏、变形

3、量增加；其三、巷道处在煤层或较软的岩层中，自稳能力差。2 锚索支护机理锚索支护具有锚固深度大、锚固力大、可施加较大的预紧力等优点。一般认为，锚索起悬吊作用，把下部不稳定的岩层悬吊于上部的稳定岩层之下。同时，由于锚索能施加较大的预紧力，可挤压岩层中的层理、节理裂隙等不连续面使之密实，增加不连续面之间的磨擦力，从而提高围岩的整体强度，实现主动支护加固围岩，保护巷道的围岩稳定。3 主要技术问题巷道维修时的支护与巷道掘进时的支护是不同的。巷道掘进时及时支护，巷道围岩破坏量小，处于较稳定的状态。而在巷道维修时，巷道围岩已经处于破坏状态。虽然锚索支护技术对损坏巷道维修效果好，但是由于巷道围岩松动范围大，尤

4、其是料石、砌碹支护的巷道，碹体与巷道围岩之间有一定的间隙，给锚索支护造成了较大的困难。要在砌碹支护巷道采用锚索支护进行维修，需解决以下技术问题：（1）由于巷道围岩破碎，在钻孔过程中孔壁经常坍塌，对锚索孔的施工及锚索安装影响大；（2）在砌碹巷道钻孔，由于碹体与围岩之间有一定间隙，当钻孔通过这一间隙时，容易产生夹钻等问题；（3）碹体与围岩之间的间隙使锚索孔是不连续的，在放置树脂锚固剂卷时，无法放到孔底；（4）锚索必须有一定的预紧力，否则失去了其支护的作用。但是料石碹体与围岩之间存在间隙，锚索的预紧力确定不好会破坏碹体。4 主要技术参数的确定锚索支护时必须对钢绞线施加一定的预紧力，如果钢绞线上没有张

5、力，锚索就没有作用。在钻孔过程中，发现碹体与围岩之间的间隙基本被压实，碹体处于破坏状态。为了保证锚索的作用，需在被维修的碹体上铺设金属网，主要作用是防止破碎岩块掉落。同时为了使碹体不因被锚索预紧力破坏而失去作用，需采用长托梁或两根锚索共用一根托梁的组合锚索。根据经验，锚索预紧力一般在70100kN就既能保证锚索具有一定的预紧力,又不会使碹体发生太大破坏。由于巷道损坏程度不同、断面不同，锚索的间排距也应不同，应根据巷道的损坏程度、断面、服务年限及围岩状况综合分析确定。一般情况下，采用以下两种支护方式和相应的间排距。锚索采用矩形布置，间排距1000×1600（mm）。每排3根锚索，巷道顶

6、板的正中间1根，两肩角处各1根，锚固长度50007000mm。锚索采用长6001000mm的14#槽钢作托梁。沿巷道轴线铺设金属网，金属网采用菱形网较好。选用有一定预紧力的树脂锚杆与锚索联合支护。锚杆直径通常为1822mm，长10001800mm。5 施 工5.1 施工机具锚索的主要施工机具是锚杆钻机和张拉设备。待修巷道特别是矿井采区回风巷一般距电源较远。因此，应首选以压风为动力的设备，特别是风动锚杆钻机具有良好的钻削性能，钻孔速度快，不易卡钻，且重量轻，操作简单，移动方便，有效地消除了电动设备产生电火花的隐患。5.2 钻孔与锚固剂的安装在破碎岩体钻孔，经常会出现卡钻和堵塞钻孔现象，为此应采取

7、如下措施：（1）选择推力与扭矩适合于松动围岩钻孔的钻机。尽量不要选用推力大的钻机，在操作中应根据实际情况随时调整速度。（2）围岩破碎的巷道在破碎范围内成孔非常困难。采用管缝式锚杆可以很好地解决该问题。方法是在钻孔时先用直径为43mm的钻头钻孔，钻进2000mm后停止钻进，将直径为43mm、长2000mm的管缝式锚杆用锚杆钻机顶入钻孔或用大锤打入，然后用直径为27mm钻头插入管缝式锚杆内钻孔。利用管缝式锚杆对孔施加的径向张力来阻止孔壁坍塌，并作为钢绞线、树脂锚固剂卷安装的导向管，可收到较好的效果。6 结 论利用锚索支护对巷道进行维修取得了良好的效果。锚索之间排距、长度应根据巷道的跨度、损坏情况、压力状况等来确定。锚喷支护的巷道应保证锚索的预紧力不低于承载力的50%，料石砌碹支护巷道则应适当降低锚索的预紧力。施工机具应根据围岩的特性情况而定。作者简历 程永刚 男，1965年出生，毕业于山西矿业学院采煤工程专业。现任