松软煤层大断面硐室锚注联合支护技术.pdf

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1、总第134期doi：10．3969／j．issn．1005—2798．2010．11．009松软煤层大断面硐室锚注联合支护技术刘颖志，寇德瑞，李亮(1．淮真矿业集团谢桥煤矿，安徽淮南236221；2．靖远煤业集团大水头煤矿，甘肃白银730913)摘要：针对下霍矿副井井筒及马头门附近硐室的具体情况，分析整个矿区松软岩层围岩矿压显现规律，在此基础上采取超挖锚喷卸压一强刚(高强度高刚度)二次支护方案，确定了合理的巷道支护方案并应用于实践工程，技术经济效果显著。关键词：锚网喷支护；锚注加固；联合支护；底鼓防治中图分类号：TD354文献标识码：B文章编号：1005—2798(2010)

2、11—0022—04注浆技术引入采矿工程已有几十年的历史，从2支护机理分析注浆技术在煤矿中的应用和发展历程来看，注浆是一种主要用于岩土工程的堵水、防渗与加固的工程2．1锚网喷组合拱支护分析技术。锚注联合支护技术是一种将现代注浆加固技松动煤体中，单根锚杆约束可以形成一锥型压术、柔性锚索加固技术与传统锚喷支护技术有机地密区，锚杆群在围岩中形成双锥体压缩区相互交叉结合在一起的新型加固支护形式，它综合了锚杆支重迭，形成一连续的层状锚固体，即锚固层。拱形断护技术和注浆加固技术的众多优点，成为解决工程面中该锚固层呈拱型，称为组合拱。锚固层厚度与软岩安全维护的有效手段。锚杆长度和问排距有关

3、，即：下霍煤矿副井井筒深度为482．8m，净直径为b==_Lta．_na-a—6．8m。由于副井井筒与马头门连接处上下所揭露tancg的岩层地质条件比较差，周围巷道掘进影响马头门式中：b为锚固层厚度，为锚杆的有效长度，。段巷道围岩变形加剧，造成混凝土浇筑体、喷混凝土为锚杆的问排距，为锚杆对破裂岩体的控制角，体多处开裂挤出。此处又属于大断面硐室，对其进一般取Od=45。。代人上式得：b=L一0。行施工和支护的技术要求均较高。2．2组合拱结构承载能力估算在软岩巷道中，基于对锚固体力学性能的认识，1围岩性状在大松动圈内可以用小于松动圈厚度的锚杆，将破在副井井筒与马头门连接处主要以炭

4、质、砂质裂围岩锚固起来，提高其残余强度，形成具有一定承泥岩、泥岩为主。围岩表现出松散、软弱和膨胀的特载能力和可塑性的组合拱结构体，用来承受地压、维性，整体性较差，承载能力较低，碎胀特点明显，随着护围岩。吸水率的增加，膨胀岩的弹性模量会不断下降，而且圆形巷道组合拱支护能力，可以用拉麦公式近下降速度增加。与此同时，其泊松比呈近似线性增似计算：加，即随着吸水率增加，膨胀岩越松散，弹性模量下降，泊松比上升均为膨胀岩吸水软化现象的明显特P=≥(一)征。式中：P为组合拱径向承载能力；o-为破碎岩从整个情况来看，由于地质条件比较恶劣，副井体锚固体强度，一般取原岩强度70％～80％；b为井简

5、底进出车马头门段、附近巷道周围岩层一直处组合拱厚度；为组合拱内半径，即：于蠕变状态，近期因周围巷道掘进影响马头门段硐R6=R0+÷室围岩变形加剧，造成混凝土浇筑体、喷混凝土体多处开裂挤出。其围岩变形的主要表现为自稳时间其中，。为锚杆问排距；R。为巷道净半径。短，来压快，变形速度快，变形量大。硐室呈现四周2．3锚注支护原理及作用来压，底鼓明显，致使全断面破坏。同传统的框架结构支架和普通的锚杆或锚网支收稿日期：2010-05-31作者简介：刘颖志(1983一)，男，山东烟台人，助理工程师，从事生产技术工作。22刘颖志等：松软煤层大断面硐室锚注联合支护技术第19卷第11期护相比，锚

6、注加固在于浆液在岩体中的渗透、压人等作用，使整个被加固的岩体更能有效地同锚杆有机的结合为一整体，围岩的自身承载能力得以充分发挥。特别是在围岩松散、软弱松动范围较大的情况下，普通锚杆在破碎岩体中较难形成坚实的着力基础，普通锚杆的各种作用机制无法充分发挥，锚注加固的优点显得更加突出。利用注浆锚杆注浆充填围岩裂隙，配合锚喷支护，可以形成一个多层有效组合拱，即喷网组合拱、锚杆压缩区组合拱及浆液扩散加固拱，形成的多层组合拱结构扩大了支护结构的有效承载范围，提高了支护结构的整体性和承载能力。3数值模拟建立锚杆支护巷道、锚注支护巷道两个模型。模型I：锚杆支护巷道，锚杆规格为D20mm×22

7、00mm，间距为900mm；模型II：锚注支护巷道，为在原锚杆支护基础上图2锚杆、锚注支护条件围岩垂直位移分布云图分别在顶帮和底角采用注浆锚杆进行注浆加固，组成锚注联合支护结构。注浆锚杆规格为D22mm×2200m，间距为1800mm。通过计算针对以上两个模型，分别绘出了围岩水平位移云图、围岩垂直位移云图、围岩水平应力分布云图、围岩垂直应分布云图，见图1～图4。图3锚杆、锚注支护条件围岩水平应力分布云图图1锚杆、锚注支护条件围岩水平位移分布云图23刘颖志等：松软煤层大断面硐室锚注联合支护技术第19卷第1