復(fù)雜環(huán)境軟巖巷道穩(wěn)定控制與施工技術(shù)研究

摘 要：隨著社會(huì)的發(fā)展，人們對(duì)礦產(chǎn)資源的需求越來(lái)越大，就需要隨開采深度不斷的增加，從而導(dǎo)致軟巖巷道的數(shù)量將不斷擴(kuò)大。但是軟巖巷道圍巖變形、支護(hù)技術(shù)卻并沒(méi)有得到有力的發(fā)展，制約著生產(chǎn)發(fā)展。本文就針對(duì)軟巖巷道圍巖的變形特點(diǎn)，首先了解軟巖巷道圍巖穩(wěn)定控制的原則，然后對(duì)復(fù)雜環(huán)境下軟巖巷道采用錨索梁支護(hù)方法進(jìn)行穩(wěn)定性控制與施工技術(shù)的分析。

關(guān)鍵詞：復(fù)雜環(huán)境 軟巖巷道 控制 施工技術(shù)

中圖分類號(hào)：TD322 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2013）02（a）-0131-01

社會(huì)的發(fā)展需要大量的煤炭資源來(lái)提供保障，而煤炭資源是一種不可再生資源，對(duì)于它的開采將逐漸向深部去延伸。目前深井開采已經(jīng)是我國(guó)煤炭開采的主要來(lái)源，但是隨著開采深度的增加，環(huán)境的復(fù)雜程度也將越發(fā)嚴(yán)重，比如說(shuō)：地應(yīng)力將加大，地下水壓力和涌水量也將增大，這將會(huì)導(dǎo)致對(duì)深部巷道圍巖穩(wěn)定性控制增加難度，致使作業(yè)環(huán)境日益惡化，生產(chǎn)成本急劇增加。那么，對(duì)于軟巖巷道圍巖的穩(wěn)定性控制將引來(lái)了新的挑戰(zhàn)，相應(yīng)技術(shù)需進(jìn)一步的提高，以至于能夠解決新的問(wèn)題，從而保障生產(chǎn)需求。

1 軟巖巷道圍巖穩(wěn)定控制原則

軟巖巷道圍巖在深部高應(yīng)力的作用下，將會(huì)出現(xiàn)沖擊破壞和大變形破壞這兩種情形。對(duì)于煤礦開采來(lái)說(shuō)，主要會(huì)出現(xiàn)大變形破壞現(xiàn)象，在對(duì)巷道進(jìn)行開挖和支護(hù)后，雖然經(jīng)過(guò)多次的修復(fù)和加固但是還是無(wú)法達(dá)到長(zhǎng)期的穩(wěn)定效果，這將會(huì)為今后的生產(chǎn)和安全帶來(lái)嚴(yán)重的安全隱患。所以對(duì)于這種復(fù)雜環(huán)境下的軟巖巷道必須加強(qiáng)對(duì)其的穩(wěn)定性控制。對(duì)于這種深部復(fù)雜地質(zhì)的工程條件，根據(jù)其不穩(wěn)定巷道的圍巖特性和不同的支護(hù)特性應(yīng)從整體性原則、結(jié)構(gòu)性原則、全面性原則、有效性原則以及時(shí)效性原則出發(fā)，采取積極主動(dòng)的支護(hù)方法來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)巷道圍巖的有效控制。

（1）整體性原則。將錨桿控制范圍內(nèi)的圍巖與圍巖本身形成一個(gè)整體，使得支護(hù)和圍巖共同發(fā)揮作用，而且支護(hù)和圍巖形成一種復(fù)合體，從而發(fā)揮出最大的剛度和強(qiáng)度來(lái)抵抗軟巖巷道的變形。

（2）結(jié)構(gòu)性原則。支護(hù)和圍巖能夠形成一種復(fù)合體，通過(guò)對(duì)復(fù)合體應(yīng)力的改變來(lái)加強(qiáng)錨固或者增加錨固深度，以至于使得整體結(jié)構(gòu)的應(yīng)力狀態(tài)均衡，達(dá)到最優(yōu)化的支護(hù)效果。

（3）全面性原則。對(duì)于巷道的加強(qiáng)，不僅要加強(qiáng)其圍巖項(xiàng)幫還應(yīng)加強(qiáng)其底角和底板的支護(hù)，避免底角變形和底板支護(hù)不穩(wěn)的情形，從而達(dá)到全面支護(hù)的作用。

（4）有效性原則。根據(jù)破碎圍巖錨固及注漿后的力學(xué)特性進(jìn)行支護(hù)結(jié)構(gòu)參數(shù)的設(shè)計(jì)，使得支柱結(jié)構(gòu)能夠承受較大的剛度和強(qiáng)度，從而能夠抵抗巷道圍巖在靜動(dòng)力的作用下產(chǎn)生的形變。

（5）時(shí)效性原則。對(duì)于巷道圍巖的錨固應(yīng)考慮復(fù)雜條件下對(duì)其破壞所存在的流變效應(yīng)，也就是采用支護(hù)體的長(zhǎng)時(shí)長(zhǎng)度來(lái)避免在靜動(dòng)力作用下支護(hù)體進(jìn)入屈服狀態(tài)。

2 軟巖巷道穩(wěn)定控制與施工技術(shù)分析

根據(jù)對(duì)復(fù)雜條件下軟巖巷道圍巖條件及工程條件的具體分析，以整體性原則、結(jié)構(gòu)性原則、全面性原則、有效性原則和時(shí)效性原則這五個(gè)原則為設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，提出高性能錨噴支護(hù)技術(shù)、整體讓抗壓支護(hù)技術(shù)、軟弱圍巖整體轉(zhuǎn)化技術(shù)和巷道圍巖穩(wěn)定控制技術(shù)的組合運(yùn)用等方法來(lái)提高巷道的穩(wěn)定性。對(duì)于復(fù)雜環(huán)境下的軟巖巷道一般采用錨索梁支護(hù)方法對(duì)其穩(wěn)定性進(jìn)行有效控制。

2.1 錨索梁支護(hù)的機(jī)理

錨索梁支護(hù)是采用錨索和鋼帶進(jìn)行的強(qiáng)有力的支護(hù)形式，其主要是順著巷道鋪設(shè)五條鋼帶，而每一條鋼帶都相應(yīng)配置三根錨索，五條鋼帶的排練方式則采用“三兩邁步”交錯(cuò)支護(hù)，致使在任何一個(gè)斷面中都具有不少于兩條鋼帶的支護(hù)作用。這種支護(hù)方式體現(xiàn)了錨索梁永久支護(hù)和前探梁支護(hù)的雙重作用，可以牢牢的對(duì)頂板圍巖進(jìn)行強(qiáng)有力的支護(hù)，確保其穩(wěn)定性。對(duì)于錨索梁的應(yīng)用過(guò)程中，我們不難看出錨索梁支護(hù)特點(diǎn)有：（1）改善了圍巖結(jié)構(gòu)和力學(xué)性質(zhì)。（2）提高了圍巖的自撐能力。（3）有效的降低支護(hù)成本。（4）優(yōu)化了巷道支護(hù)效果。

2.2 錨索梁支護(hù)的施工工藝

錨索梁支護(hù)的施工工藝主要包括五部分：放炮后找頂、打孔、安裝錨索、固定鋼帶或金屬網(wǎng)及打注錨桿。

（1）打孔。錨索孔一般采用MQT-85型錨桿，人扶鉆機(jī)，濕式鉆其孔。孔直徑一般為27 mm，孔深為4000～6000 mm，孔垂直于頂板，錨索則布置在巷道拱部。

（2）安裝錨索。錨索孔的鉆孔工藝完成后，首先將孔內(nèi)的煤巖芬吹掃干凈，用錨桿鉆機(jī)將對(duì)迎頭錨索進(jìn)行安裝，然后托起鋼帶和金屬網(wǎng)將中間錨索固定好，最后安裝后部錨索。將錨索安裝好后應(yīng)注意將外漏長(zhǎng)的錨索用12#鐵絲進(jìn)行捆綁，以免防止長(zhǎng)錨索散亂。

（3）鋼帶和金屬網(wǎng)的固定。鋼帶的安裝方式則采用“三兩邁步”交錯(cuò)支護(hù)，確保每條鋼帶上都布有三根錨索且每個(gè)斷面都有兩條鋼帶。金屬網(wǎng)則采用對(duì)接方式，用12#鐵絲擰緊，保證其牢固。其中錨索托盤必須壓緊鋼帶，而鋼帶必須壓緊金屬網(wǎng)，金屬網(wǎng)則必須緊貼壁面，必須保證這三者的環(huán)環(huán)相扣，才能達(dá)到最好的支護(hù)效果。

（4）打注錨桿。用ZY24風(fēng)鉆打孔，錨桿使用Φ20×2200 mm，螺桿之間的間距則控制在900×900 mm，使用長(zhǎng)130 mm的強(qiáng)力T型托盤，最后用風(fēng)煤鉆進(jìn)行安裝和攪拌。

2.3 對(duì)錨索梁支護(hù)的幾點(diǎn)想法

（1）錨索梁支護(hù)能夠大幅度的提高初撐力，可以對(duì)新暴露的頂板可以起到良好的支護(hù)作用，將有效的杜絕巷道掘進(jìn)冒頂事故的發(fā)生，從而降低了巷道頂板離層現(xiàn)象，是對(duì)大斷面軟巖巷道穩(wěn)定性控制的最新方法。

（2）錨索梁支護(hù)與傳統(tǒng)的架棚及二次支護(hù)方法相比，具有工藝簡(jiǎn)單、快捷、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、減少輔助用料、降低成本、提高安全性等顯著優(yōu)勢(shì)，所以錨索梁支護(hù)具有良好的應(yīng)用前景。

（3）錨索梁支護(hù)適用于大跨度硐室、斷層破碎帶及大斷面交叉點(diǎn)的支護(hù)，所以對(duì)于一些復(fù)雜惡劣的特殊施工地用以往傳統(tǒng)的方法將無(wú)法保證其穩(wěn)定性的控制要求，但是錨索梁支護(hù)方法將可以對(duì)這種特殊環(huán)境的巷道施工及維修提供了新的方式方法。

3 結(jié)語(yǔ)

隨著對(duì)礦產(chǎn)資源開采力度的不斷加大，復(fù)雜環(huán)境下軟巖巷道穩(wěn)定性問(wèn)題日益嚴(yán)峻，為了保證施工進(jìn)度及工作人員的人身安全，必須不斷的提高軟巖巷道的穩(wěn)定性。在對(duì)提高巷道穩(wěn)定性的理論研究時(shí)應(yīng)切實(shí)結(jié)合實(shí)踐來(lái)進(jìn)行，這樣的研究才會(huì)是有實(shí)用價(jià)值的，在應(yīng)用中也將最具有可靠性從而保證其安全性。

參考文獻(xiàn)

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