煤礦巷道維修中注漿對初次支護的作用分析

摘 要：針對目前煤礦生產中有一些使用年限較長的巷道由于初期支護強度、方式不合理，或者受采掘影響，導致巷道變形破壞嚴重，其淺部圍巖已經完全破壞，裂隙也逐步向圍巖深部擴展，常規的支護手段已經沒有支護基礎等問題，通過數值模擬軟件UDEC模擬分析注漿對變形破壞巷道的原錨索支護的影響，以及對改善破碎圍巖狀態的作用。得出通過注漿可改善原有錨桿（索）支護的作用、改變圍巖的狀態，為后期的擴巷、加固提供可靠的基礎。

關鍵詞：煤礦 巷道維修 注漿 初次支護 作用

圍巖控制技術的關鍵是通過一定的手段來改善圍巖的狀態，充分利用圍巖自身的強度來保持支護系統的穩定性。注漿作為改善巖土狀態的重要技術，能在原位對巖土進行加固和改性，使一定范圍內的巖土體成為支護結構不可分割的一部分，充分利用巖土體本身的強度，較好地解決了一些棘手的問題。

一、簡述煤礦巷道的有限元素分析

1、取值分析的整體運用

在研究錨桿錨噴支護對圍巖蠕動所帶來的限制作用的時候，通過具體的比較，尤其是毛洞的經歷蠕動變換后的位移和錨噴支護的巷道位移，都會帶來不同程度的影響，因此，可以進行具體的數值計算，通過現代化的計算方法，采取有效的錨桿支護措施，形成圍巖的穩定性，適當的配置預應力的取值等等。

2、數據運用分析

在煤礦巷道錨桿支護的具體數據分析上，如果錨噴為C20混凝土，如果這樣的彈性模量為25.5Gpa，泊松比為0.2，厚度為50mm。其中，可以選用錨桿的直徑為22mm的等強鋼，具體的彈性模量為210Gpa，泊松比為0.2，施加預應力，可以更精準的計算出預應力的取值，應該在105KN，更好的發揮錨桿支護效果的整體效能。

二、分析煤礦巷道錨桿參數對支護效果的影響

1、增加錨桿數量

在具體的運行中，增加錨桿支護的數量，就是為了減少錨桿之間的距離，錨桿控制巷道圍巖變形的效果就會呈現更好的效果，尤其是在錨桿間距逐漸縮小的情況下，橫向與縱向距離的變化，也會造成不同程度的影響，就會造成圍巖位移的速度逐漸降低，因此，錨桿支護數量的增加也能對效果起到很好的提高作用。尤其是在錨桿支護數量增加的同時，圍巖位移逐漸減少，減少的趨勢也會由強變弱，并且在選擇一個合理取值的時候，尤其是結合不同的地質條件，錨桿間距的取值更顯得尤為重要。

2、不同長度的影響

在煤礦巷道錨桿參數的長度選用上，也會造成不同程度的影響。不同長度的錨桿對巷道圍巖的變形效果也會造成有效的控制，隨著錨桿長度的增加，橫向的收斂量就會逐漸降低，錨桿長度與橫向收斂量呈現出一定的正比例現象，因此，支護效果會隨著錨桿長度的變化造成不同程度的提高，形成整體的效能發揮。

三、探討煤礦巷道維修中注漿對初次支護的作用

1、修復的時機要精準

修復支護技術的關鍵是如何對破碎松動圍巖加固補強及如何確定支護時機，如果支護時機掌握不好，如巷修的支護時間太早，在圍巖劇烈活動期，在高地壓尚未重新分布完畢之前進行，則支護效果不佳，一般支護手段很難保證巷道支護完好。如支護時間太遲，待變形嚴重后修復，巷道的有害變形將會加劇，巷道冒頂的可能性增強，圍巖破碎松動的范圍將加大，給修復工帶來極大地困難，不但成本增加，安全性也沒有保證，因此，合理確定支護時機是巷道修復的一個關鍵問題。深部地壓作用破壞時，最佳時機按巷道礦壓觀測資料確定，通過對巷道圍巖表面位移觀測，繪制出巷道變形曲線。其變形速度達到最大值時，表明巷道圍巖受力最大，此后壓力減小（但變形不停止）。此時，如巷道支護強度能抵抗破壞外力，巷道不破壞；如巷道支護強度相對較弱，巷道出現變形、噴體出現片狀或鱗狀剝落，此時便是最佳支護時機的臨界點，可進行巷道修復工作。

2、二次錨網噴支護修復技術

（1）支護要求。巷道斷面：在初次支護時留出300mm的讓壓空間，根據巷道變形情況，確保注漿和二次錨網噴支護后的巷道凈尺寸滿足通風、行人和運輸等需要。（2）錨噴支護修復施工工藝。根據圍巖條件、失修狀況，以及現有施工條件，采用初次錨網索噴體支護（噴厚50～70mm）讓壓，超前把變形區域內的圍巖封閉，注漿充填圍巖裂隙后，再二次錨網，錨桿和金屬網規格同初次支護的參數，最后掛線復噴成型作為永久支護。施工順序：控制扒渣機距離迎頭不超過30m，在移動扒渣機后，及時進行注漿，充填初次支護體以外的破碎圍巖裂隙，然后二次錨網變形部位，尤先處理拱部，最后掛線復噴成巷。

3、方法運用

在煤礦巷道錨桿參數對支護的影響分析中，針對不停的支護技術的采用，尤其在長短參數、排距參數等多方面的技術運用，就需要采用更為科學的技術應用，因此，在結合煤礦錨桿支護參數的具體運行中，通過工程類比法、理論計算法等多種技術的運用，能更好的減少煤礦巷道錨桿參數對支護效果的影響，譬如，工程類比法是當前應用較廣的方法。它是根據已經支護的類似工程的經驗，通過工程類比，直接提出支護參數。它與設計者的實踐經驗有很大關系。然而，要求每一個設計人員都具有豐富的實踐經驗是不切實際的。為了將特定巖體條件下的設計與個別的工程相應條件下的實踐經驗聯系起來進行工程類比，做出比較合理的設計方案，正確的圍巖分類是非常必要的。進行圍巖分類后，就可根據不同類別的巖層，確定不同的支護形式和參數。

四、結語

通過采用多種方式的運用，尤其是對錨噴支護巷道的蠕動變模擬運用，并且通過對不同錨桿參數的使用，包括長短的變化、排距的變化等多種影響因素的分析，獲取一定的支護數值運用，尤其是一定程度的錨桿支護可以更好的限制蠕變位移，減少對圍巖的應力作用，并在橫向工程上提供堅實的技術支撐，更好的為煤礦企業的發展提供強有力的技術服務，促進整體效益的提升。

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作者簡介：賈鑫（1986.10-），男，南陽市社旗縣人，助理工程師，畢業于河南理工大學。