巷道施工中錨噴支護(hù)技術(shù)分析

汪長(zhǎng)青

（中鼎國(guó)際工程有限責(zé)任公司礦建分公司，江西 南昌 330000）

在我國(guó)礦井開(kāi)采日益加深,礦山的地應(yīng)力越來(lái)越大。錨噴支護(hù)巷道在我國(guó)的使用范圍越來(lái)越廣泛。目前根據(jù)巷道不同性質(zhì)的圍巖，采用錨、網(wǎng)、噴等多種形式，也使錨噴支護(hù)技術(shù)得以更加的完善。

任何產(chǎn)品的生產(chǎn)，不按其工藝要求進(jìn)行，質(zhì)量都是無(wú)法保證的。錨噴支護(hù)也是如此。錨噴支護(hù)質(zhì)量的制約因素很多，施工中只要有一個(gè)環(huán)節(jié)不按工藝要求進(jìn)行，就將會(huì)從根本上降低其質(zhì)量，影響支護(hù)效果。

1 錨桿支護(hù)工藝概述

在錨桿噴射混凝土支護(hù)的巷道中，錨桿所發(fā)揮的支護(hù)作用是為人所共知的。過(guò)去我們主要使用的管縫錨桿，由于其施工方便，便于機(jī)械化作業(yè)，提高了掘進(jìn)速度，為錨桿支護(hù)技術(shù)在我礦區(qū)的發(fā)展起到了推動(dòng)作用。然而，幾十年的應(yīng)用也逐漸暴露出管縫錨桿存在著許多無(wú)法克服的缺點(diǎn)。由于管縫錨桿是靠管徑的彈性變形產(chǎn)生的管壁和鉆孔巖石表面之間的磨擦阻力錨固圍巖的，在材質(zhì)、加工和安裝質(zhì)量方面都難以達(dá)到設(shè)計(jì)要求，而且耐腐蝕性差，導(dǎo)致錨固力降低，支護(hù)質(zhì)量不穩(wěn)定。因此采用高初錨力、高強(qiáng)度的樹(shù)脂螺紋鋼錨桿替代管縫錨桿可以提高支護(hù)質(zhì)量其屈服荷載、破斷荷載大大高于普通錨桿，特別是在錨桿尾部螺紋部分經(jīng)過(guò)強(qiáng)化熱處理后，其強(qiáng)度高于桿體強(qiáng)度，并能保證必要的延伸率，使錨桿支護(hù)的安全可靠性進(jìn)一步提高。

2 錨噴支護(hù)的前提和基礎(chǔ)——光面爆破

光面爆破是通過(guò)合理選擇爆破參數(shù)，使爆破后的巷道成形規(guī)整，減少了超挖和欠挖，最大限度地保持圍央的自撐能力，有利于安全施工和永久支護(hù)的安全使用。光面爆破施工在工藝上有著嚴(yán)格的要求。但我們?cè)诂F(xiàn)場(chǎng)調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，不少的巷道光爆成形很差，超挖嚴(yán)重，圍巖表面不規(guī)整。究其原因，是末按工藝要求施工。有的施工人員為了片面追求進(jìn)度，不按要求布置周邊眼、隨意加大裝藥量，造成少鉆眼、多裝藥，根本不成其為光面爆破。其結(jié)果嚴(yán)重破壞了巷道圍巖的穩(wěn)定性、削弱了它的自身強(qiáng)度、降低了它的自承能力，給下一步的錨噴支護(hù)帶來(lái)很大困難。

3 合理確定復(fù)噴到迎頭的距離

在現(xiàn)場(chǎng)施工中，不少單位將復(fù)噴緊跟迎頭。這在巷道圍巖條件好、原始應(yīng)力較小時(shí)是可行的，因?yàn)檫@種巷道開(kāi)挖后很少發(fā)生變形。但大多數(shù)巷道則并非如此，它們往往要有一個(gè)變形期，使應(yīng)力得以重新分布、達(dá)到平衡，這樣巷道才趨于穩(wěn)定。根據(jù)巷道支護(hù)理，錨噴支護(hù)是一種主動(dòng)支護(hù)，是一種將“抗”與“讓”相結(jié)合的柔性作用，使圍巖應(yīng)力得以合理分布，提高圍巖自承能力，這樣更有利于維護(hù)圍巖的穩(wěn)定。

錨噴兩次支護(hù)也是根據(jù)上述機(jī)理提出的。巷道開(kāi)挖后立即初噴一薄層砂漿或混凝土，并安裝錨桿。這樣利用噴層和錨桿的柔性特點(diǎn)，允許圍巖有一定量的變形，以改善圍巖內(nèi)部的應(yīng)力分布狀況，并控制圍巖有較大的變形發(fā)展，以達(dá)到發(fā)揮圍巖自承拱的承載能力的目的，減少對(duì)二次永久支護(hù)層的壓力。復(fù)噴到迎頭的距離，取決于圍巖的性質(zhì)、構(gòu)造、巷道斷面、掘進(jìn)速度與光爆效果等因素。

4 一次噴射的厚度

噴射時(shí)，圍巖表面立即粘結(jié)成一層噴射混凝土。如果連續(xù)在一處噴射，粘結(jié)的混凝土層會(huì)愈粘愈厚，直到混凝土支持不住本身的重量，會(huì)出現(xiàn)脫落，影響混凝土的粘結(jié)與凝聚。如果噴頭移動(dòng)的過(guò)快，在圍巖上只留下一層砂漿，大部分的骨料回彈，等薄層硬結(jié)后，再?gòu)?fù)噴必然會(huì)增加回彈率，影響效果。因此，一次噴射混凝土應(yīng)有一定的厚度，其厚度可根據(jù)巖性、圍巖應(yīng)力、巷道規(guī)格尺寸、噴射的角度等來(lái)確定。一次噴射厚度同噴射方向與水平面的關(guān)系可用下式計(jì)算：

D=K+4cosα

式中D-一次噴射的厚度；

K-3～4；

α-噴射方向與水平面的夾角。

通過(guò)一般計(jì)算，一次噴射厚度為40（頂）～70（幫）mm為最佳，分層噴射時(shí)，必須在前一層噴射混凝土終凝后再進(jìn)行。

5 錨噴支護(hù)技術(shù)施工中的管理

煤礦施工的特點(diǎn)是地下分散作業(yè)，嚴(yán)格執(zhí)行施工制度與落實(shí)措施更為重要。錨噴支護(hù)在質(zhì)量管理上還有不少薄弱環(huán)節(jié)亟待加強(qiáng)。

5.1 錨桿安裝的質(zhì)量管理

錨桿賴以發(fā)揮作用的首要條件其安裝角度和初始錨固力均要達(dá)到要求。實(shí)加強(qiáng)對(duì)錨桿安裝質(zhì)量的管理，要嚴(yán)格鉆孔質(zhì)量關(guān)。鉆孔時(shí)必須長(zhǎng)釬和短釬交替使用，必須保證錨桿與頂板和兩幫的垂直度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的要求。安裝螺紋鋼樹(shù)脂錨桿時(shí)，攪拌要到位，錨桿尾端的墊板要貼緊圍巖表面，然后用專有工具將螺母上緊，確保扭距、預(yù)應(yīng)力達(dá)到要求。這幾道工序一道都不能省，必須監(jiān)督施工人員逐項(xiàng)完成。只有這樣才能保證錨桿安裝角度和初錨力達(dá)到預(yù)期的要求，提高錨桿的支護(hù)效果。

5.2 噴射混凝土的質(zhì)量管理

5.2.1 混合料的配合比

由于噴射混土施工工藝的特點(diǎn)，在選擇噴射混凝土配合比時(shí)，既要滿足支護(hù)結(jié)構(gòu)對(duì)噴射凝土的物理力學(xué)性能方面的要求，又要考慮噴射混凝土施工工藝方面的要求，而使噴射混凝土具有足夠的抗壓、抗拉、粘結(jié)強(qiáng)度，又使噴射混凝土收縮變形值保持最小，噴射作業(yè)時(shí)的加強(qiáng)彈花機(jī)率也最低。噴射混凝土的配合比不但決定噴射混凝土的強(qiáng)度，也是確定其成本高低的重要因素。噴射混凝土的成功依賴著許多變化的因素，便其配合比是在諸多因素中起著主導(dǎo)作用的。

5.2.2 噴射混凝土厚度

5.2.2.1 嚴(yán)格按質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)加強(qiáng)對(duì)噴射混凝土質(zhì)量的檢查，嚴(yán)格進(jìn)行試塊強(qiáng)度檢測(cè)，不得弄虛作假，否則不予定級(jí)。

5.2.2.2 加強(qiáng)石子的級(jí)配管理，對(duì)于含石粉，泥土的石子、砂子要事先沖洗干凈，做到不合格的料不下井。

5.2.2.3 噴射混凝土的拌合要使用專用攪拌機(jī)，要嚴(yán)格按配合比隨拌隨用。

5.2.2.4 加強(qiáng)對(duì)管理人員與施工人員的技術(shù)培訓(xùn)和思想教育、提高他們的技術(shù)素質(zhì)、質(zhì)量意識(shí)與執(zhí)行堆積的自覺(jué)性。

噴射混凝土厚度是巷道錨噴支護(hù)的主要參數(shù)之一，因此成為支護(hù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定檢查的基本項(xiàng)目。在目前的情況下，要有效地控制噴射混凝土的厚度，一是要加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)與施工同步的監(jiān)督和管理；二是必須實(shí)行拉線噴射，即按巷道的凈斷面尺寸拉好線進(jìn)行噴射，這是在目前條件下控制噴厚的簡(jiǎn)單易行而又具顯著效果的方法；三是加強(qiáng)噴射施工前后巷道尺寸的對(duì)比檢查，在巷道上下幫定點(diǎn)，每1米為一個(gè)控制點(diǎn)，在這一點(diǎn)上對(duì)噴射前后的巷道尺寸進(jìn)行對(duì)比檢查，從而確保噴射厚度達(dá)到要求。

5.3 其他方面

在噴射混凝土施工中還存在著其他一些不良現(xiàn)象，也必須加強(qiáng)管理加以克服。

①多次重復(fù)噴射。現(xiàn)在的噴射機(jī)具與噴射工藝完全能滿足目前的噴厚要求，但不少單位還采取多次噴射的施工方式。在這種情況下，噴層只要受力，就極易在兩次噴射面之間產(chǎn)生離層，影響其支護(hù)強(qiáng)度。

②由于巷道成形不好，巷道出現(xiàn)較大超挖時(shí)，個(gè)別區(qū)隊(duì)則采取填矸或者掛多層金屬網(wǎng)，制造假幫假頂。這些均不利于巷維護(hù)。

③噴前不沖刷受噴面。噴射混凝土前必須將受噴面沖刷干凈，否則必然削弱噴射混凝土與受噴面的粘結(jié)，直接影響噴層的支護(hù)能力，降低支護(hù)效果。

④噴后不養(yǎng)護(hù)。噴射混凝土施工后的養(yǎng)護(hù)是一道很重要的工序。井下潮濕、空氣濕度大，對(duì)噴射混凝土養(yǎng)護(hù)有一定好處。便噴射混凝土中添加了速凝劑，在水化過(guò)程中，需要較多水分。因此養(yǎng)護(hù)對(duì)提高噴體強(qiáng)度是必須措施之一。

結(jié)束語(yǔ)

總之,錨噴支護(hù)技術(shù)在巷道施工中占有相當(dāng)重要的地位，做好施工的每一步工作，加強(qiáng)施工管理，為延長(zhǎng)巷道服務(wù)年限和施工安全做好基礎(chǔ)。

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