錨網噴支護在斷層破碎帶中的應用

【摘 要】介紹了錨網噴支護體系成為斷層破碎帶及不穩定巖石巷道一下中有效的支護方式，為企業帶來了較大的技術經濟效益。

【關鍵詞】錨網噴；斷層破碎帶；應用前言

長期以來，通大公司煤礦開掘巷道遇斷層破碎帶或不穩定巖層，一般采用傳統U型鐵棚或發碹支護即料石、混凝土砌碹，斷面以直墻半圓拱、三心拱為主，均屑被動支護。兩種支護形式在使用中和實際施工中均有不足之處，我礦在施工三水平南二石門付巷遇F13斷層破碎帶，為推廣錨網噴聯合支護在巷道中的適應范圍，我們進行一次大膽嘗試，取得了良好效果。現錨網噴支護體系成為斷層破碎帶及不穩定巖石巷道一種有效的支護方式，為我礦帶來了較大的技術經濟效益。

1.巷道概況

該巷道標高——292距地表540m，巷道總長度260m，遇F13斷層破碎帶長約40m，圍巖巖性屬中等堅硬巖石，頁巖粉砂巖互層，斷層破碎帶中的巖體屬不穩定的巖體，如不及時支護，極易發生片幫、抽冒頂現象。

2.錨網噴支護機理

錨網噴支護即能充分發揮錨桿作用，又充分發揮噴射混凝土的作用，同時網使圍巖表面破碎圈完整化，使噴層平整均勻，增加抗彎、抗剪能力，并具有較高柔性和較大的變形量。

錨網噴支護突破了傳統舊的支護形式和支護理論，不是消極的支護己松動的圍巖，而是主動的保持圍巖的完整性、穩定性，控制圍巖變形，位移及裂隙發展，充分發揮圍巖自身的支承作用。即以護為主，支為輔，是加固松動圈而不是支護松動圈的一種較為合理且適用斷層破碎帶不穩定巖石的一種支護形式。

2.1錨桿作用

通過錨桿的擠壓加固作用，在圍巖中形成一定厚度，均勻的加接壓縮帶，即擠壓加固作用，它不僅能保持自身穩定，即錨桿——圍巖共同承載的組合拱，而且能夠承受地壓，阻止上部圍巖的松動和變形。

2.2噴射混凝土作用

（1）及時封閉圍巖，加固并阻止風化作用，提高圍巖強度，同時防止因水和風化作用造成圍巖破壞與剝落。

（2）改善圍巖應力狀態，提高強度，充填張開的節理、裂隙。固結圍巖，起到補強作用。

（3）起到柔性支護結構的作用，噴射混凝土能和圍巖緊密地粘結在一起，在厚度不太大時，具有柔性，能隨圍巖一起位移，并在位移過程中產生支護反力。

（4）可以使噴層與巖石的粘結力和抗剪強度足以抵抗圍的局部破壞，防止個別危巖活動、滑移或墜落。

（5）形成組合拱作用，噴射混凝十把破碎的巖塊聯成整體，形成承載結構，從而隔絕深部圍巖進一步變形，使其達到三向應力狀態。

2.3金屬網作用

（1）鋪設金屬網相應增大錨桿托板的面，從而改變了原來的巷道壁的點錨固為全面積錨固擠壓，在錨桿長度相同，密度相同的情況下，增大擠壓加固拱的厚度，提高巷道抗破壞的力。

（2）增強混凝土的強度，提高了噴層抗剪力，抗拉的能力，增強了噴層的支護強度。

（3）通過錨桿和金屬網，把噴層與巷壁牢固的結合一起，使得噴層與圍巖之間不易離層、脫落。

總之，采用錨網噴聯合支護，使得這三種支護形式有機的結合在一體，形成強有力的組合拱，與圍巖共同承載的優點，大大的提高了圍巖自身支承能力和噴層的外部支承能力，達到一次成巷。

3.支護參數的選擇

3.1根據擠壓加固拱原理

確定錨桿長度和間距，必須滿足下列關系式：

錨桿長度

L=N（1.1+B/10）=1.2×（1.1+3.2/10）=1.7m

式中L——錨桿長度；m；

B——巷邊跨度，取3.2m；

N——圍巖穩定性影響系數，V類圍巖取系數1.2。

錨桿間距：D≤0.5L=0.5×1.7=0.85m

根據以上計算結果，選用長1.9m，直徑16mm全螺紋端錨固錨桿，采用錨固劑為樹脂藥卷規格：5L25（直徑）×490（長）mm，每孔一卷，錨桿排距為800×800mm，矩形布置，托板規格：直徑160mm，厚度10mm圓形托板。

3.2金屬網的選擇要滿足以下條件

（1）網筋必須滿足強度和剛度的要求，具有一定的抗剪、抗彎曲能力。

（2）人力能使金屬網隨巷道拱彎曲，經錨桿錨固后能緊貼巷壁。

（3）網眼不能過小，以免噴碹時網后出現空洞，影響碹體強度。

（4）網片大小合適，施工中使用方面，易于操作，故選用金屬網片規格1.5×1.2m，網眼規格80×80mm，鋼筋直徑4mm。網鋪設要平直，緊貼巖壁。金屬網為保證搭接，盤條網相鄰兩邊作鉤，用于鉤掛連接，再用中10#鐵線擰緊聯好加固連接，這種搭接方式減少盤條用量，降低成本，效果也佳，最后用托盤壓緊金屬網。

3.3噴射混凝土

3.3.1噴射混凝土厚度選擇

噴層過薄影響支擴強度，過厚影響其柔性，脆性增加，易與圍巖離層，而使圍巖形成的承載結構不能保持。

根據我礦實際經驗和巷道服務年限，跨度及圍巖穩定性確定噴射混凝土厚度為100mm。分二次噴射混凝土，初噴厚度40mm，復噴達到100mm厚度，即起到支護作用，又充分發揮金屬網在碹體中抗剪，抗拉作用。

3.3.2噴射混凝土材料要求

選用我集團公司生產的425#普通硅酸鹽水泥、砂子為中粒河砂，石子粒直徑不大于25mm，水泥：砂子：石子=1：2.5：1.5。

3.3.3噴射混凝土參數

選用旋轉式Ⅱ形混凝土噴漿機，工作氣壓0.12-0.18MPa，噴漿門到噴面距離1m-1.5m，輸料長度約凹m，速凝劑控制在3%-5%范圍，噴兩墻無淋水時取小值，噴拱頂和有淋水時應取大值，并做到潮拌料，噴前巖壁灑水，降低回彈、粉塵保證混凝土的強度。

爆破——出矸——安設錨桿——掛網——噴射混凝土，一次成巷工序簡單，省工省力。

初噴混凝土跟迎頭，具有較大的柔性允許圍巖有一定的變形、位移，從而使圍巖內的應力得以釋放，再進行復噴，復噴跟至扒斗機尾即與場頭13-23m，給一定的時間釋放應力，沒有必要象其它礦二次支護的做法，浪費材料、工時、人力。

4.施工中應注意的問題

（1）保持毛斷面，符合設計要求，輪廓線圓滑平整，必須采用光面爆破，保證光爆質量，減少巖石破壞，光爆成形規整，可減少局部支護體上應力集中，使變形壓力在支護體均衡分布，還可為鋪設金屬網創造好的條件，并使支護厚度均勻，均勻的支護體能更好承受較大的變形應力。

（2）注意錨桿的角度，安裝質量、失效錨桿必須重新補打好，錨固力在5t以上。

（3）噴厚要平整光滑，消除急角凸凹，厚度要均勻，避免表層應力集中而造成的局部破裂現象。

（4）嚴禁空項作業，使用吊環式前探鐵剎桿護頂板做臨時支護，以確保安全。

（5）網鋪平直，并在噴射混凝土前，留出網邊鉤，以便下一循環進行搭接。

5.結論

該巷在該礦使用兩年來，巷道完整良好，沒有變形、碹體脫落、片幫、抽冒頂現象，實踐與理論分析證明，斷層破碎帶采用錨網噴支擴體系是可行的，它與u型鐵棚，發碹支護相比，它優勢在于：工世簡單施工方便，減輕工人的勞動強度，施工安全，在使用過程不用再進行維護，它是一種主動支護是“抗”與“讓”相結合柔性支護，服務年限K，人員配備少，通風阻力小，降低成本，巷道造價低，岡此錨網噴支擴在斷層破碎帶及不穩定圍巖中應用，是值得推廣的，但岡各十序質量要求比較高，要加強現場管理與技術指導。