巖巷支護破壞形態分析及其策略研究

鄒德亮 崔韶陽 李昌秋

摘 要：煤礦實際建設過程中，巖巷支護在巷道工程中占有核心地位。隨著錨、網、噴支護技術的日漸成熟和快速發展，在巖巷支護掘進建設中發揮著重要的作用。筆者根據自己的經驗，首先概述了巖巷支護，其次，對巖巷支護破壞形態進行了一番分析，最后，制定了相應的措施。

關鍵詞：巖巷支護 破壞形態 策略

中圖分類號：X5 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）03（a）-0089-01

由于錨、網、噴支護技術具有較強的適應性，支護及時、施工操作簡便、支護強度高、柔性好等諸多的優勢特征，所以，其目前已在煤礦建設中得到了普遍的使用，十分有利于煤礦提升自身快掘水平，平衡采掘關系。本文主要對巖巷支護破壞形態進行了分析，并制定了有效的策略予以解決。

1 巖巷支護概述

巖巷支護主要從之前的料石、混凝土砌碹支護逐漸的變為了現在的錨噴支護、錨網噴支護，支護強度有了很大的提升，巷掘速度有了增強。錨噴支護工藝具體是：當巖石暴露后，應先對頂板拱基線以上基本成型的巷道進行砂漿的初噴，厚度大概在10～20 mm，護頂進行臨時支護，再打錨桿掛金屬網噴漿做二次支護，以確保成巷成為一個永久的巷道。對于已破碎的巖體，應進行U型鋼支護的架設，對圍巖予以良好的支撐，從而使抗圍巖壓力的能力進一步提升。

錨桿支護參數不是固定的，其會在實踐中不斷的發生著變化，錨桿長度會從之前的1.5 m變為1.8 m。錨桿材料變為了錨固力強的樹脂錨桿。錨桿支護規格變成了0.7×0.7 m，使得錨桿支護所構成的組合拱厚度與強度有了很好的增加。

2 巖巷支護破壞形態分析

錨、網、噴支護巷道共有以下幾種破壞形態。

2.1 剪切破壞

在巷道的拱基中時有發生；由于地層各向異性，當原始應力進行重新分布并逐漸的趨于平衡時，致使開挖后的巷道支護所有部位存在著不均衡的受力情況。而因巖層松動、自重以及巖層傾角關系，其使得支護體實際受力過程中，不穿過拱圓心，同時也不垂直于圍巖層理面。

2.2 拉伸破壞

發生部位是在巷道的直墻正頂和下幫肩窩處；當巷道開挖完成后，若因地質因素使得某一方向上的主壓力有了增加，比如水平或者垂直方向主壓力，那么，就會有破壞現象的發生。

2.3 單項受壓破壞

發生部位是在上幫直墻上部；若巷道垂直壓力不斷增大，不僅會導致頂部發生拉伸破壞，而且還會造成直墻、供肩位置處存在單向受壓破壞情況，致使噴體片出現脫落和壓碎現象。

2.4 收縮變形破壞

發生部位是在巷道的弱面位置處；實際所噴射的混凝土無論是凝固還是粘結等過程，其本身會出現收縮現象。因加入進了速凝劑，使得混凝土的凝固時間發生了變化，原先是幾個小時，現在是幾十分鐘。并且，其的收縮變形強度一定程度上也會有進一步的增大。噴射結束后尤其是噴射后兩小時內，倘若未對噴體進行及時有效的養護，那么，噴體內部就會有收縮拉伸應力情況的出現。此外，若噴體材料配比不具科學合理性、所摻的料不夠均勻，會導致噴體含砂夾層，進而變成弱面。

2.5 墻失腳、噴體拆損

發生部位是在兩幫，特別在下幫直墻中尤為突出；因施工過程中，采用浮矸未清理干凈兩墻體，再或者是回彈料對底角進行了覆蓋，致使直墻兩底難以做好相應的支護與封閉工作，造成圍巖受潮、風化，出現了松動、膨脹現象。從而把直墻擠進了巷道之中，折斷了噴體自墻中、墻拱結合部，出現大范圍的脫落。

2.6 其他

錨桿固力降低、出現拉斷和底鼓等情況；如果地壓較大，巖層碰到水就會出現膨脹，且圍巖無法有效封閉，巷道難以實現全斷面支護，將會有底鼓破壞現象的發生。此外，錨桿安裝不達標、錨固力與要求不相符等現象，都會造成錨桿失效。

3 措施

3.1 掌握與了解圍巖性質，科學布置巷道

在對巷道破壞形態進行一番分析后得出，它的最為關鍵的破壞形態如受壓、剪切及拉伸破壞均和圍巖角、性質穩定性原因而導致的支護體受力不均衡有著極為密切的關系。要想有效解決這一現象，在布置巷道時，應對具體位置處的圍巖的穩定性、巖石的堅硬度、巖層的均質性加以充分考慮。

3.2 支護方式與支護參數的選擇應科學合理

首先是支護方式的選擇；一條巷道的支護方式會和巷道位置處的圍巖性質、巷道實際用途、使用年限、施工工藝、施工所使用的設備間有著緊密的關系。所以，在選擇支護方式過程中，必須對這些因素加以充分全面的考慮。同時，錨噴支護方式的選擇；巷道支護方式實際中和圍巖穩定性、松動范圍、圍巖堅硬度間有著密切的關系，在選擇支護方式時，不僅要嚴格參照理論依據，還應通過工程類比法，以圍巖性質、實際用途、使用年限基本相同為前提，選擇具有較高支護效果的巷道支護方式。

其次是支護參數的選擇；主要以桿體安裝方向相同或者巖體位移方向垂直為基礎承受拉力與剪力，通過桿體具有的抗拉強度和抗剪強度對圍巖加以控制，避免其位移，確保圍巖受力保持在良好狀態下，防止支護破壞的發生。

3.3 施工工藝

（1）為了將噴體具有的柔性作用全面的發揮，支護實際噴射過程中應保證初噴與復噴厚度，并且對這兩者間的間隔時間予以適當控制。（2）增強光面爆破質量，確保光面爆破效果，以使巷道成形好，防止巷道超挖情況的發生，這樣，噴體就不會有弱面的發生，噴體的支護強度和整體性才會不斷提升。（3）對于一些特殊地段，應以雙層錨、網、噴結構為主適當的做二次支護。（4）如實際中存在破碎帶、軟穩定性差的圍巖，要以錨、網、噴支護為前提，使用U型鋼棚，砌柔性外襯石碹和離壁骨架實施復合支護。

4 結論

綜上所述可知，實際中，應對巖巷支護的各類破壞形態加以全面的分析，結合實際情況，找出具體原因，制定高效完善的應對措施，將問題抵制在萌芽之中。

參考文獻

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