錨索網(wǎng)噴綜合支護技術(shù)在大跨度巷道施工中的應(yīng)用

韓迎博

(河南鄭煤礦業(yè)建設(shè)有限責(zé)任公司，河南 鄭州 450042)

一 礦井煤層地質(zhì)條件及圍巖變形特點

礦區(qū)巖性單一，巖性為褐灰色～深灰色泥巖，中厚層～厚層狀，泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，較為破碎，圍巖自穩(wěn)能力差，自穩(wěn)期短，初期來壓快，壓力顯現(xiàn)明顯，極易風(fēng)化，斷口平坦，近似油脂光澤，中間夾1～3層灰白色薄層狀粉砂巖，偶有煤線及炭質(zhì)泥巖出現(xiàn)。本礦井內(nèi)整段厚度為120～150m，與下伏那讀段地層呈整合接觸，大跨度巷道施工于Ⅳ4煤層頂板。

二 巷道斷面尺寸及支護材料選擇

支護材料的選擇：巷道頂板、巷道兩幫的支護材料均選用直徑16mm、長度為3500mm的左螺旋螺紋鋼樹脂錨桿進行支護，金屬網(wǎng)采用10號鐵線編制而成，網(wǎng)格為70mm×70mm，鋼帶采用直徑為8mm的鋼筋焊接而成，錨索材料采用直徑15.24mm的高強度鋼絞線配錨索鎖具以及200mm×200mm×14mm的高強度托盤，噴漿層厚度不小于100mm，錨固劑采用CK2335以及K2335兩種，K2335主要用于錨索的下端。錨桿支護強度設(shè)計要求：頂板錨桿錨固力不少于80KN，扭力矩不少于80N.m;幫錨桿錨固力不少于80KN，扭力矩不少于80N.m;錨索錨固力不小于200KN，單根錨索極限破斷力為260KN。巷道設(shè)計尺寸：巷道掘進寬度10.8m，噴漿后凈寬10.4m，巷道掘進高度8.10m，噴漿后凈高7.90m。錨桿間排距均為800mm×800mm，錨索間距1.4m，排距2m。

三 巷道支護設(shè)計依據(jù)

1.采用經(jīng)驗計算法校核錨桿長度

由于巷道布置于Ⅳ4煤層頂板巖層內(nèi)，屬巖巷噴漿支護，根據(jù)經(jīng)驗公式：

式中W——巷道或硐室跨度，m

L——錨桿總長度，m

N——圍巖影響系數(shù)(圍巖類別按《煤礦井巷工程錨桿、噴漿噴射混凝土支護設(shè)計試行規(guī)范》)中的圍巖分類，按Ⅴ類圍巖影響系數(shù)取1.2.

經(jīng)過計算：L=1.2 ×{1.3+(10.8/10)}=2.86m

為提高支護的安全系數(shù)和方便施工，決定在井底車場巷道頂板、巷幫全部采用3.5m長錨桿，符合設(shè)計要求。

2.錨桿間排距計算

按照經(jīng)驗公式計算M≤0.4L

式中M——錨桿間排距，m

L——錨桿總長度，m

經(jīng)過計算錨桿間排距M≤1m

因為礦井采用￠16的左旋螺紋鋼錨桿桿體直徑有些偏小，為提高支護的安全系數(shù)，錨桿間、排距適當(dāng)加密，間排距全部按照0.8m進行布置，符合設(shè)計要求。

四 錨索安裝工藝

(1)選用型號為MYT-155/280R錨索鉆機配￠27的雙翼鉆頭進行濕式打眼6m，打眼到位后先不忙把鉆桿拔出，以利用中空鉆桿的出水沖洗錨固段巖粉、煤屑等雜物，以提高錨固質(zhì)量。

(2)孔頂?shù)乃芍?，用細鐵絲或塑料膠帶將所有錨固劑藥卷與鋼絞線連接起來，以防在錨固劑在孔眼中間段卡死或錯位，一卷CK2335超快速藥卷在眼頂上，三卷K2335快速藥卷在下端，采用鋼絞線頂部將樹脂藥卷緩慢送至孔頂，不能反復(fù)推拉，要求一次送到位。

(3)將專用攪拌器安裝到鋼絞線的底端，將尾部六方頭插入錨桿機上，開始攪拌，攪拌時間控制在20～30秒，注意控制攪拌的速度，前半程采用慢速攪拌，后半程用快速攪拌，停止攪拌后要求還要繼續(xù)保持錨桿機的推力約3min，保證鋼絞線與藥卷的充分凝固，3min后縮下錨桿機并移開打下一個錨索孔。

(4)約10min后，卸下專用攪拌驅(qū)動器，裝上托盤、鎖具，并將其托到緊貼頂板的位置。兩人一起將張拉千斤頂套在錨索上并用手托住，開泵進行張拉，并注意觀察壓力表讀數(shù)，當(dāng)達到設(shè)計預(yù)緊力千斤頂行程時，迅速換向回程。

五 錨索安裝技術(shù)要求

錨索安裝時間與錨桿安裝不能間隔太久，根據(jù)本礦巖層地質(zhì)條件，在錨桿安裝之后3d內(nèi)都可以進行錨索的安裝，在安裝錨索的過程中要嚴格按照以下要求進行：錨索孔深誤差控制在±30mm;錨索外露長度控制在(200±20)mm;錨索攪拌樹脂藥卷過程中不能停頓，絕對不能反復(fù)攪拌，必須要一氣呵成，否則已開始聚合反應(yīng)的樹脂分子鏈會遭到破壞而導(dǎo)致錨固失效或者達不到預(yù)計的支護效果;攪拌樹脂藥卷后10～15min再張拉錨索，張拉預(yù)緊力控制在80KN左右，48h后若發(fā)現(xiàn)預(yù)緊力下降，必須即使補拉，保證錨索錨固力不低于200KN;張拉時發(fā)現(xiàn)錨固不合格的錨索，必須立即在其附近補打錨索，重新安裝錨索。

六 噴射混凝土支護工藝

礦井的圍巖多為泥巖或泥灰?guī)r，極易風(fēng)化脫落，若長時間暴露于空氣中未能及時噴漿，將導(dǎo)致錨桿托盤松動而失效。在安裝完錨桿、鋼帶、錨網(wǎng)以及錨索之后，在7d內(nèi)應(yīng)該及時進行噴射混凝土封閉圍巖。本礦采用一次噴射成巷，不采用初噴后再次錨固，采用潮式噴射法;噴射材料的選擇：水泥標號選用42.5R的普通硅酸鹽水泥，一般選用細砂、石子、粒徑不大于15mm的卵石，并進行合理配比，一般為水泥：細砂：石子為1：2：2;并且100kg水泥中要摻入4kg的速凝劑，以提高混凝土的早期強度，加快混凝土的快速凝固，減少回彈損失;噴射厚度：礦井設(shè)計噴射總厚度為100mm，一次噴射厚度為30～50mm，復(fù)噴為50～100mm，噴射拱頂時可采用多次反復(fù)噴射，以防掉砂回彈過多。

七 結(jié)語

錨索網(wǎng)噴綜合支護方式在我礦首次使用，并取得成功，使礦井的開拓進度有了較大的提高，支護效果明顯，為我局各礦井底車場、中央變電所、中央泵房等大斷面的硐室施工提供了很好的實踐依據(jù)。