錨網支護巷道圍巖監測綜合技術研究

呂中星

摘 要：該項目通過對已施工的錨網支護巷道實行跟蹤監測，掌握錨網支護巷道的幫頂位移特性，以此來判斷巷道錨網支護的支護效果，進而總結出巷道幫頂巖性、支護形式、巷道跨度、斷面形狀與圍巖變化之間的規律，為錨網支護設計提供技術依據。

關鍵詞：錨網支護技術；巷道；監測

一、項目研發背景

近年來，隨著錨桿支護技術的迅猛發展，錨網支護在煤礦得到大力推廣應用，尤其是煤巷高強錨桿配合錨索聯合支護，提高了錨桿支護對地質條件的適應能力，拓寬了錨網支護的應用范圍。

平煤股份八礦的錨網支護技術在集團公司和有關單位的支持和配合下，從無到有，在生產實踐積極推廣，加以應用，逐步發展起來，目前，該礦的錨網支護技術已應用在丁組、戊組、己組煤層，錨網支護率已達到了75%以上。錨網支護在煤巷應用后，工作人員必須掌握在地應力的作用下的巷道圍巖收斂變形程度、錨網支護的效果好壞，以便論證錨網支護的可靠性，為工程人員提供相關的技術經驗。以此在工作中一定要采取合適的方法，對錨網支護巷道圍巖收斂變形量進行嚴格的測量。

二、項目依據的科學原理及技術方案

（1）采用“十”字位移測點法觀測錨網支護巷道幫頂圍巖變形位移量。在錨網支護巷道中，緊跟工作面后，每隔30～50m設置一個“十”字位移測點，設專人每天進行幫頂位移量的觀測記錄，連續觀測60天，通過實測數據得出巷道幫頂的下沉量和下沉速度，根據錨網支護巷道幫頂位移速度限值，來判斷錨網支護的適應性。幫頂位移量、位移速度限值：（a）巷道施工10天內，頂板下沉量小于50mm，下沉速度小于5mm/d；（b）巷道施工50天內，頂板下沉量小于150mm，下沉速度小于3mm/d； 當幫頂位移量、位移速度超過以上限值時，表明該巷道目前的支護形式不能適應，必須加強支護或改用其它支護形式。

（2）采用雙高頂板離層儀的設置，離層儀深部基點安裝在頂板內6000mm以上，淺部基點安裝在頂板內2000mm以上，通過觀測頂板離層儀標尺的讀數，得到頂板深部和淺部的下沉量，當離層儀標尺指示到黃色刻度時，表明頂板下沉量較大，需要加強支護，當離層儀標尺指示到紅色刻度時，表明頂板已離層，存在冒頂危險，必須采用套棚、打頂柱、木垛等方法加強支護。通過錨網支護巷道圍巖收斂變形的日常觀測和分析，能夠及時掌握巷道幫頂的變形狀況，從而判斷錨網支護能否控制巷道圍巖的變形，支護是否安全可靠，有問題時，及時采取措施，防止發生頂板事故。通過該項目的研究和應用，論證了錨網支護在不同的地質條件下的適應性，總結了經驗，為錨網支護設計和錨網支護技術的進一步推廣應用打下了基礎。尤其是在己15-14000風巷、補切眼風化帶附近、丁5、6-11140切眼、丁5、

6-11200機、風巷錨網索支護技術的應用中發揮了巨大的作用，使施工單位及時掌握了巷道圍巖的變化，及時采取了加強支護的措施，防止了冒頂事故的發生，創造了很大的經濟和社會效益。以下是己15-14000風巷圍巖觀測技術應用過程中總結出的風化帶附近錨網支護巷道巖性、跨度和頂板位移之間的規律：①己15-14000風巷不同條件下頂板總位移量實測數據見附表-1： ②己15-14000風巷不同巷道跨度、巖性頂板位移曲線見附圖-1 、圖-2；③位移分析。位移觀測數據表明，在風化程度不同的頂板中，巷道的跨度與頂板位移量之間有明顯的關系。1）在風化程度比較輕或無風化特征、巖性普氏系數f=5～6的砂質泥巖或細砂巖頂板中，巷道跨度≤4m時，采用錨網索支護，支護效果比較好；在切眼大斷面施工，支護斷面為6m時，頂板在前10天內有將近70mm的位移，在采取打2排中柱加強支護后，頂板趨于穩定；2）在有輕微風化特征、巖性普氏系數

f=3～4的風化頂板中，巷道跨度≤4m時，采用錨網索支護，30天內頂板位移量只有60mm，頂板比較穩定，可采用錨網索支護，但在f<3的風化頂板中，直接采用了拱縮棚支護，沒有進行錨網索支護；在擴切眼大斷面支護時，隨擴切眼工作面推進，緊跟梁×腿=6000×2800mm的11#礦用工字鋼梯形支護配合圓木頂柱加強支護，頂板在前5天內仍有150mm的位移量，10天內產生200mm的位移，且頂板仍在繼續下沉，離層儀顯示頂板已離層，為保證頂板安全，隨即在切眼內打木垛維護頂板。

通過分析認為，在輕微風化特征頂板中掘進，當巷道跨度小于4m時，仍能有效支護頂板；當跨度大于4m時，支護失效，控制不住頂板的下沉，不適合采用錨網索支護。

三、項目在應用中的改進措施

該項目在研發過程中與當前國內同類研究、同類技術進行了綜合比較，借鑒了同仁的寶貴經驗。項目在大面積推廣應用中，總結出了不同地質條件下，錨網支護巷道圍巖收斂變形的規律，為錨網支護巷道的設計提供了技術依據，避免了錨網支護巷道支護設計的盲目性，實現了錨網支護巷道幫頂安全的動態監測 ，保證了巷道支護的安全，為國內同類錨網支護技術的應用提高了科學的實踐支持。