浅析巷道围岩控制方法之锚注支护.docx

浅析巷道围岩控制方法之锚注支护中图分类号：TD353文献标识码：A文章编号：1007-0745（2013）09-0012-02摘要：近年来我国经济得到了的飞速发展作为主要能源的煤炭起到了决定性作用。但伴随着煤炭产量的日益提高煤炭资源逐渐减少开采条件也日益复杂。其中在复杂开采条件下保证正常、高效、安全生产巷道围岩控制、支护问题也成为我们必须解决的首要难题。通过研究分析与现场应用提出了锚注支护在煤矿井下高应力、软岩条件、采动影响下巷道的有效支护方式。关键词：复杂条件围岩控制巷道维护锚注支护1、概述目前煤矿井下高应力区、软岩条件、采动影响下巷道支护方式、支护参数的确定是一个世界性难题尤其是开掘在既是高应力区又是软岩中的巷道支护难度更大现在国内外普遍采用加大支护密度锚架联合支护、卸压等方式来增加支护强度力求减少巷道使用过程中的破坏变形量但效果不是很理想在巷道服务年限内仍需要翻修多次。采用注浆材料和注浆锚杆支护方式加固巷道围岩增加围岩自身承载能力在支护理论上是先进的在材料、设备供应、施工工艺上已有成功的先例。结合生产实际中的具体条件可进一步引进试用研究几种支护加固方式摸索出适合煤矿井下高应力区、软岩条件、采动影响下巷道支护技术和方式很有必要。2、锚注支护原理浅析所谓锚注支护就是利用锚杆注浆技术改变围岩松散破碎结构提高其粘结力、内摩擦角和围岩的整体性使围岩为锚杆提供可靠的着力基础充分发挥锚杆对松散破碎软弱岩层的锚固作用。注浆锚杆即是锚杆又能用其进行注浆。注浆锚杆注浆支护加固机理如图1所示。图1注浆锚杆注浆支护加固机理图围岩注浆后一方面将松散破碎软弱岩块胶结成为一个整体从而提高岩体的内摩擦角和内摩擦力使岩体本身成为一种支护结构；另一方面使普通端锚式锚杆成为全长锚固锚杆使锚杆与围岩形成整体充分发挥锚杆锚固作用组成可靠有效的组合拱。利用浆液充填围岩裂隙与喷网支护相结合形成多层组合拱（锚网组合拱D、锚杆压缩区组合拱B、浆液扩散加固拱A、喷层与压缩区间的浆液加固拱C）可扩大支护结构的有效承载范围提高支护结构的整体性和承载能力。3、锚注加固注浆材料与设备3.1注浆锚杆锚注用锚杆是一种特制的中空锚杆利用这种锚杆的外段进行锚固和封孔而利用其内段进行射浆达到锚注合一的效果。整个锚杆由杆体、托板、分隔体、紧固螺帽等几部分组成如图2所示。A――注浆段；B――锚固封孔段；C――联接段图2锚注用特种中空锚杆示意图3.2注浆材料目前国内常用的注浆材料有水泥类单液浆、水泥和水玻璃双液浆、化学类浆液。注浆材料的选择与巷道破坏机理有关如重力、构造应力为主造成巷道破坏的可选用水泥、水泥和水玻璃双液浆液。如造成巷道失稳的主要因素是膨胀性粘土矿物如蒙脱石、高岭石、伊利石等则应以化学浆液更好。3.3注浆泵注浆泵是锚注过程中使用到的最主要设备之一。其性能及其工作性能直接关系到注浆效率和注浆效果。常用的注浆泵主要有液压注浆泵、电气注浆泵和气（风）动注浆泵等几种。4、注浆锚杆布置与注浆参数4.1注浆锚杆布置锚杆间距、排距等支护参数不仅受到注浆要求的影响还要受到锚杆对围岩必须提供足够支护阻力等方面的影响所以在设计锚杆布置参数时要综合考虑上述因素的影响。注浆孔的布置应使相邻两孔固结浆液的径向分布在一定程度上互相贯透且浆液的多余部分能充填固结体之间的空隙孔的排列方式一般有按行排列及三角形排列两种。当采用按行排列时（图3a）为满足前述要求至少应使得A1=2A2A1为矩形ABCD的面积A2为矩形ABCD内各注浆孔的注浆扩散面积。A1=2RdA2=πR2/2故应有：2Rd=πR2经计算得d=1.57R其中：R为注浆孔的扩散半径通常取值1～2.5m；d为孔间距。所以按注浆要求锚杆的间距至少可以在1.5m左右。同理排距也可以在1.5m左右。当采用按等边三角形排列时（图3b）同理经计算有：d=1.77R。所以按注浆要求按等边三角形排列的锚杆间距至少可以在1.7m左右。同理排距也可以在1.7m左右。当然锚杆间、排距还要受到锚杆对围岩必须提供足够支护阻力等方面的影响得知使用锚注加固所维护的高应力软岩巷道的具体矿山地质条件和生产技术条件后即可确定按支护强度所要求的锚杆间排距。图3注浆孔的布置方式a―成排布置方式；b―等腰三角形布置方式4.2注浆参数锚注支护施工工艺的核心是注浆参数的控制合理地监控巷道围岩注浆过程和确定注浆结束标准是确保注浆效果的关键。实践表明利用