大跨度巷道锚索网支护技术应用

大跨度巷道锚索网支护技术应用

陈新洋

淮河能源集团煤业公司朱集东煤矿，安徽淮南 232001

摘要：近年来，锚网索支护及技术到飞速发展，普遍认识到锚杆锚索联合支护是巷道支护的先进技术，是巷道支护技术的一个重要发展方向，锚杆锚索支护技术作为一种新的回采巷道支护技术，以及优越性得到煤矿企业的广泛应用。随着矿井的开采，回采动压的影响表现的越来越明显，一些距回采工作面较近的大巷出现明显的变形，顶板开裂破碎，两帮挤压严重，断面缩小。由于生产需要，很多矿井要施工大断面及大跨度巷道，很多矿井没有相关的支护技术和经验，需要探索一套新的支护技术。

关键词：大跨度；锚索网；支护

随着锚杆锚索支护技术的不断发展,一般地质条件下普通巷道的锚杆锚索支护技术已经相当成熟,近几年来,为了引进大采高设备,切眼的断面尺寸越来越大,现有的锚杆锚索的支护设计方法已经不能满足要求,急需解决大跨度、大断面锚杆支护参取得了长足的发展,支护形式也随之发生了重大的变化。

1国内外锚杆锚索支护技术发展概况

锚杆锚索支护技术是采矿工程领域的一个重要分支。采矿工程中采用锚杆支护和解决复杂的采矿工程问题最经济最有效的方法之一。锚杆技术已经在我国边坡、基坑、矿井、隧道、地下工程、坝体、航道、水库、机场、及抗倾、抗浮结构等工程建锚杆支护可显著提高围岩的稳定性,与传统的棚式支护相比具有明显的技术和经济优越性,因而倍受世界各国采矿工程界所关注,并得到快速发展和广泛应用。目前美国等国的锚杆支护技术比较先进。特别是澳大利亚锚杆支护技术己经形成比较完善的体系,处于国际领先水平,该国结合自身条件,应用岩石力学原理和综合实测技术发展的比例达90%国内外锚杆支护技术发展概况及存在的问题:近年来,我国在煤矿支护与加固技术方面取得了长足进步,尤其在锚杆、锚索加固方面有较大的发展,这两种方式在维护巷道围岩稳定性方面应用很普遍。然而,这两种方法都有其各自的适用范围。

2 概况

某矿在施工采煤工作面由于条件限制采用“刀把子”布置方式，为后期安装需要需要施工大断面及大跨度巷道；综合各方因素，最终决定在轨顺中距切眼50m位置选为安装硐室，并形成车场，起吊梁位置巷道高度必须保证6.0及以上，巷道顶板由东向西呈5°上山，因此交岔点巷道高度最大，达到8.5m。切眼刷扩后要求宽度达到8.8m，组装硐室要求宽度在6.0m，另外切眼及轨顺对头还需施工两个同绞车硐室，四岔门巷道跨度大。

3 支护设计论述

为保证支护的安全可靠，经济合理，我们与安徽省煤炭科学研究院合作，进行支护设计及方案讨论。锚索网支护设计是关系到锚索网支护技术可靠、经济合理的重要保证，本次借助数值模拟进行锚杆支护设计，应用数值模拟计算地下岩石工程结构的应力、应变，分析结构稳定性的方法，最后得出初始支护形式及参数。

通过对轨顺、切眼、及交叉处进行应力、位移、塑性区、最小及最大主应力分析，得到了轨顺与切眼的应力影响范围与集中程度，顶底板的位移规律，各断面条件下塑性区分布情况，围岩最小、最大主应力大小及拉应力位置与大小，数值模拟结果表明，在本设计的支护参数下顶板状态良好、围岩变形与破坏情况均在允许范围内，能满足安全生产要求。因此锚杆+锚索支护可以在此处应用。

4 锚杆支护方案及强化技术

4.1 掘进时主要支护参数

该面的的轨顺和切眼根据揭露的F23断层，最后确定的位置，在前期施工没有预计到大断面具体位置，因此均是按设计断面施工，从巷道的观测可知，施工锚索网支护效果较好。轨顺切眼掘进支护参数：

（1）锚杆：顶板每排布置6根Φ20×2500mm钢锚杆，间排距860×800mm；

轨顺：上帮布置5根锚杆，下帮每排布置4根锚杆，间排距850×800mm，锚杆规格为Φ20×2000mm。

切眼：老塘帮布置4根钢锚杆，刷扩侧每排布置4根玻璃锚杆，规格为Φ20×2000mm，间排距850×800mm。

（2）钢带：顶板采用4600×190×5mm的M5型钢带；帮部钢带水平布置,采用1000×200mm的旧皮带，旧皮带顺巷道走向方向连接二根锚杆。

（3）锚索：锚索采用 “3-3”布置。每组布置3根横向槽钢组合锚索，安装在巷道中部，并位于两根钢带之间。横向槽钢梁长为2.6m，每根槽钢梁上均安装3根锚索，槽钢梁上锚索均垂直顶板布置，锚索规格为：Φ18×6300mm，另外在轨顺切眼交岔处范围10内，顶板两侧补打“3”走向槽钢组合锚索。

4.2 主要支护参数

本次大断面及大跨度巷道是经过刷扩、卧底后形成，刷扩后巷道高度将增大，且卧底后巷道高度均在6m以上，为保证加强支护的及时性和便捷，必须在大断面形成前提前加固，保证顶板最终支护强度。施工顺序：刷扩组装硐室→硐室支护→刷扩切眼→切眼支护→大断面及大跨度顶板和高帮加强支护→卧底→低帮支护。针对不同时期巷道呈现的断面不同，采用不同的支护参数：

（1）组装硐室：顶板布置8根锚杆，其中有2根为走向锚杆；巷帮布置5根锚杆，顶板及帮部锚杆规格均为：Φ20×2500mm；锚索为“3-3”+3排走向锚索布置，横向锚索规格：Φ18×6300mm，走向锚索规格：Φ22×7300mm。

（2）轨顺绞车窝断面为宽×高=5m×3.4m，顶板布置6根锚杆；巷帮布置5根锚杆，顶板及帮部锚杆规格均为：Φ20×2500mm；锚索为“3-3”+2排走向锚索布置，锚索规格：Φ22×7300mm。

（3）切眼扩面后：最终宽×高=8.8m×4.0m。顶板布置12根锚杆，顶板锚杆规格为：Φ20×2500mm；切眼老塘侧帮布置4根锚杆，锚杆规格为：Φ20×2000mm；切眼扩面侧帮交错布置4根锚杆，锚杆规格为：Φ20×2000mm；顶板锚索为“5-5”+“4-4”布置，第一组“5-5”锚索中除靠老塘侧4排锚索规格为Φ18×6300mm外，其余锚索规格均为Φ22×7300mm，切眼正常高度施工4排挑棚。

（4）切眼绞车窝：断面为宽×高=8.8m×4m。顶板布置12根锚杆，顶板锚杆规格为：Φ20×2500mm；老塘侧帮布置5根锚杆，锚杆规格为：Φ20×2000mm；切眼扩面侧帮交错布置4根锚杆，锚杆规格为：Φ20×2000mm；顶板锚索为“5-5”+“4-4”布置，锚索规格同切眼一致。

5结束语

在大断面面巷道施工中，采用锚网加锚索联合支护技术，可以对巷道围岩的强度进行强化，将巷道顶部与底部有机联合成为一个整体，形成一个稳定的结构，有效地提升了掘进面巷道的稳定性能。通过锚网加锚索联合支护技术的应用，对掘进面巷道进行了明显的加固，同时，降低了掘进面巷道的维护成本，提升了实际施工人员的工作效率，也显著地提升了掘进面巷道施工作业人员的安全系数。因此，在锚网加固的基础上进行锚索联合支护技术的应用，能够有效地提升掘进面巷道岩层的强度，加强掘进面巷道的稳定性能，避免发生变形、漏顶等情况威胁实际作业人员的人身安全。

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