全长锚固注浆锚索在巷道过极易破碎大断层支护中的应用探究

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  【摘 要】随着社会的发展和科技的不断进步,我国在近些年来应用并且发展了全长锚固注浆锚索技术,尤其是广泛应用于巷道过极易破碎大断层支护,而且作用显著,本文将着重以结合具体事例进行分析和探讨,同时针对性的提出了一些建议。希望能够为今后巷道掘进时过板易破碎大断层这种情况提供一些参考和借鉴。
  【关键词】全长锚固注浆锚索;巷道;极易破碎;大断层支护;应用
  就目前而言,我国大多数时候掘进巷道遇大断层采用的常用工具是U型钢架棚、锚杆、矿用工字钢以及锚索联合支护等。其中采用棚式支护的过程中,我们通常情况下是采取补打点柱、加密棚子或架设抬棚的方式来解决,然而采取这种支护方式需要很大的人力和物力投资,并且支护效果也不见得一定好,大多数情况下仍然无法有效控制大断层围岩的破碎;除此之外,虽然锚杆、锚索联合支护是主动支护,不过由于围岩一直处于破碎状态,围岩与锚固剂的粘结力势必会很小,锚固力也很低,在这种情况下锚杆和锚索的力学性能优势无法得到充分施展,尤其是在过高低落差非常大的断层过程中,我们目前还没有很好地技术支撑来绝对保证围岩不变形,并且以此来彻底阻止过断层时冒顶事故的出现。鉴于此,可以尝试应用全长锚固注浆锚索支护技术过断层,结果已经得到充分证实,采取这种技术以后,经济和社会效益非常明显。
  一、内注浆锚索支护技术的概况分析
  (一)传统的支护方式:过去很长一段时间里,我们采取的支护方式大致有以下两种:1、由于充分考虑到在层理、节理、裂隙等结构面的破碎煤岩体开掘巷道过程中,通常会遇到围岩破碎范围大、自稳时间短以及变形强烈的问题,过去大部分都是采用锚网梁索联合支护的方式。使用这种支护方式比过去单独使用锚杆支护有很多技术上的优势,我们只需要有效连接网片与梯子粱就可以很好控制围岩的变形,以此在很大程度上可以保证围岩的完整性,但由于断层破碎带的围岩深部遭受严重破碎甚至有些与顶板发生了离层,在这种情况下一般的端头锚固和锚索在深部岩层的支护范围就会瞬间变小,岩体自承能力也会随之大大降低,这样一来就无法达到很好的支护效果;2、当煤巷过小断层过程中,我们可以考虑采用U29钢架棚支护方式,这种支护也叫做被动支护,是无法充分利用巷道围岩自身承载能力的,并且自身具有以下几个不足之处:支护载体比较单薄导致弹性较弱,并且自身支撑能力也比较差,进而会使支护变形严重以及顶板下沉,这是无法满足后期生产要求的;另外一点就是维修量大,大大增加了工人劳动强度,效率也极其低下,并
  (二)全长锚固注浆锚索支护技术的概况:鉴于传统支护技术的缺陷,为了解决煤巷过断层过程中的支护技术问题,相关技术人员在原有的锚网梁索联合支护基础下,将过去的普通锚索换成一种全长锚固注浆锚索,同时将传统的被动掘进地质构造带换成是从根本着手,利用注浆技术将过去的地质构造破碎带采取有效措施进行充填加固,从而主动改善地质构造带的岩体破碎状况,然后再利用锚网梁索联合支护进行主动支护。值得注意的是,全长锚固注浆锚索本身是一种螺旋肋预应力钢丝通过加工以后的内有注浆管的锚注紧固锚索,同时兼有注浆锚固锚索和树脂端部锚固锚索的相关特点。
  (三)设计与调整支护参数:设计人员应当将锚杆排距缩短为600mm,扭矩提高到300N·m,然后将锚索间排距设置成1300mm×800mm,再进行三根和四根的交替布置。与此同时,将由嘶.5mm圆钢焊接而成金属网代替原来的8号铅丝网片。具体的巷道支护图如下图图1所示。
  图1E1302瓦排巷过断层支护示意图(mm)
  二、施工工艺和具体技术要求
  (一)施工工艺:在穿越断层时,将全长锚固注浆锚索代替原有普通锚索以后,在技术参数上做了一些改变。在这里值得注意的是,对于高瓦斯矿井而言,在施工过程中一定要采取先探煤后排放瓦斯的顺序进行,然后再去揭煤,具体如下图所示(图2)
  图2 E1302瓦排巷巷道布置平剖面图
  (二)工艺的具体措施:具体包括以下几个方面:1、为防止由于爆破而对注浆锚索造成损坏,我们在每次放炮前一定要保证迎头所有锚索都已经完成注浆;当巷道进入全岩时,我们需要沿巷道方向和坡度进行超前钻孔;2、在施工的时候务必要严格控制循环进尺,想方设法加强顶板支护管理和矿压监测;另外,锚索施工过程中要随身携带纸笔,以便第一时间对锚索钻孔岩性进行详细记录,为后面的分析和提出解决方案提供重要依据;3、为了加强对围岩的有效临时支护,需要每班在掘进之前在紧靠永久支护已形成的巷道四周向迎头位置打锚杆以此来实施超前支护;值得注意的是,我们在设计的时候要将锚杆排距设置为400mm,间距为800mm,并且与巷道中心形成30度夹角,规格与永久支护锚杆一致;这样做的目的在于对开挖面前方的不稳固围岩可以提前加固,并通过这种方式防止围岩在开挖后出现坍塌现象。4、我们还需要考虑到断层带岩层破碎,为保证施工质量上乘,一般来说都是采用全断面一次成巷和光面爆破的施工方法,循环进尺达到半米左右。
  (三)支护效果的具体分析:当围岩深部破碎严重,断层落差大的情况下,如果运用全长锚固注浆锚索支护方式,可以让锚索中上部的浆液深入岩层破碎带位置,这在很大程度上解决了深部破碎岩层不能够有效注浆的根本问题,最终使断层面以下的煤岩稳固地悬吊在断层上方的岩层位置。这种方式与传统的锚网梁索支护比起来有一点特别明显的优势在于:将破碎围岩胶凝成一个稳定的整体,并且达到有效支护的目的。通过现场多次实践应用表明,使用该项支护技术能够有效地控制围岩的变形,尤其是巷道初期的变形,与此同时,对抑制顶板下沉、巷道的稳定、降低两帮移迸量效果极其显著。
  三、结束语
  综上所述,随着科技的进步和时代的发展,矿井从根本上颠覆了传统的棚支护以及锚网粱索联合支护,并且将全长锚固注浆锚索支护技术在支护参数和施工工艺方面进行不断的改进和在此应用之后,在施工速度、支护效果等方面优势明显,鉴于这种情况,未来掘进巷道过极易破碎大断层要采取这种技术最终实现荷载均匀化和支护一体化的目的。
  【参考文献】
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