淺談耦合支護(hù)在巷道安全支護(hù)方面的效應(yīng)

摘 要：錨網(wǎng)錨索耦合支護(hù)與圍巖在時(shí)間和空間的強(qiáng)度和剛度耦合可以直觀反映支護(hù)體與圍巖間的相互作用，確定最佳支護(hù)時(shí)段，達(dá)到耦合支護(hù)下支護(hù)體與圍巖在時(shí)間上的耦合，取得最優(yōu)的支護(hù)效應(yīng)。

關(guān)鍵詞：耦合支護(hù)；時(shí)空效應(yīng)；圍巖；支護(hù)體

隨著礦井開拓深度的增加，井巷的支護(hù)，已成為制約生產(chǎn)的重要因素，井下巷道長期積累下的安全隱患以及不斷增加的生產(chǎn)成本[1]，嚴(yán)重影響著當(dāng)代礦山企業(yè)的發(fā)展，因此如何合理采用支護(hù)形式是礦山企業(yè)降低支護(hù)成本，確保安全生產(chǎn)的重要課題。

1 采區(qū)巷道支護(hù)的基本要求

1.1 選擇不一樣的類型支護(hù)，其各自具有不同的支護(hù)特點(diǎn)，同時(shí)使用不同類型的支護(hù)可以互相為依托，補(bǔ)充各自的不足，從而最終取得較好的支護(hù)效果[2]。錨網(wǎng)錨索支護(hù)耦合是現(xiàn)代井建中一種較為常用的方法。

1.2 對(duì)于支架的承載能力而言，并非支撐力越大就越好[3]，因?yàn)闊o形中會(huì)使支護(hù)成本增高，增大的支撐力對(duì)圍巖移動(dòng)的抑制作用是有限的，所以應(yīng)使支架承載能力保持在技術(shù)上有效，達(dá)到時(shí)間上的最有效耦合。

2 錨網(wǎng)錨索耦合支護(hù)的時(shí)間耦合效應(yīng)

以天水金泉公司的1102采區(qū)巷道為例，在井下安全施工中發(fā)現(xiàn)，原有的錨網(wǎng)索耦合支護(hù)方案在施工過程中，常常發(fā)生錨桿索斷裂現(xiàn)象，導(dǎo)致圍巖體受力不均衡，從而誘發(fā)與之相關(guān)的錨索錨桿斷裂，給巷道的穩(wěn)定造成極大的破壞，根據(jù)以往研究以及施工經(jīng)驗(yàn)，單單減小錨桿索間排距是不能解決問題的，因?yàn)槠錈o法支護(hù)已經(jīng)破壞的整體圍巖結(jié)構(gòu)。故此，可以經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)確定出錨索的最有利的支護(hù)時(shí)間區(qū)，即就是達(dá)到錨網(wǎng)錨索支護(hù)條件下最佳的支護(hù)時(shí)間耦合點(diǎn)，取得最好的支護(hù)效果。

2.1 監(jiān)測(cè)監(jiān)控

對(duì)天水金泉公司的1102采區(qū)巷道進(jìn)行圍巖位移監(jiān)測(cè)，設(shè)置共2個(gè)監(jiān)測(cè)站，相間距為20m。觀測(cè)時(shí)間主要是錨桿索支護(hù)后15天左右，收集監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，并且分析數(shù)據(jù)加以總結(jié)，就能較為量化的反映出1102采區(qū)巷道圍巖的位移隨著時(shí)間的變化特點(diǎn)。

2.2 監(jiān)測(cè)結(jié)果

根據(jù)持續(xù)每日收集掘進(jìn)過程中頂板的下沉速度，得出位移規(guī)律，現(xiàn)將所得數(shù)據(jù)圖像化可得下圖：

圖1 監(jiān)測(cè)站1處的圍巖巷道變形速率曲線

3 結(jié)果分析

由圖可知，巷道頂板下沉速率最大值分別為22mm/d、21mm/d，兩幫的相對(duì)移近速率最大值分別為22mm/d、24mm/d，頂板及兩幫的主要變形量集中在測(cè)站設(shè)置后前6天之內(nèi)，頂板的下沉速率和兩幫的相對(duì)移近速率都在第6天左右達(dá)到了峰值。即此時(shí)圍巖內(nèi)部變形能量釋放最大的時(shí)間。

另外，根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)可知錨桿施工1～3天后，圍巖的變化量就會(huì)達(dá)到一個(gè)峰值，而根據(jù)上面分析可知，變形速率集中發(fā)生在施工前 6 之內(nèi)，基于此可以推知，錨網(wǎng)推后于錨桿3～5天施工錨索最好，可以充分釋放圍巖的內(nèi)部應(yīng)力，又提高了錨索的預(yù)緊力，達(dá)到時(shí)間上的最佳耦合點(diǎn)。

4 結(jié)束語

4.1 根據(jù)天水金泉1102巷道監(jiān)測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)，頂板及兩幫的主要變形量集中在測(cè)站設(shè)置后前6天之內(nèi)。

4.2 錨桿施工1～3天后，圍巖變化量達(dá)到峰值，此后錨網(wǎng)推后于錨桿3～5天施工錨索最好，可以達(dá)到時(shí)間上的最佳耦合點(diǎn)，取得最優(yōu)的支護(hù)效應(yīng)。

參考文獻(xiàn)

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[2]李磊，楊威.錨桿失效的原因及防治措施[J].礦業(yè)工程，2007，5（6）：28-30

[3]李學(xué)華.綜放沿空掘巷圍巖大小結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的研究[D]，徐州：中國礦業(yè)大學(xué)，2000.

作者簡介：任宏安（1986-），男，陜西西安人，西安科技大學(xué)安全工程研究生，現(xiàn)任天水金泉礦業(yè)有限公司助理工程師。