深部高压破碎岩石锚索支护实践

添加人：admin 发布时间：2015/11/3 11:23:11 来源：中国破碎机网

　　煤炭技术深部高压破碎岩石锚索支护实践邱忠跃（鹤岗矿业集团公司益新公司，黑龙江鹤岗154100）了良好的支护效果和经济效益。
　　0概述近年来，煤矿锚杆支护技术有了长足的发展，应用范围不断扩大。锚杆支护具有安全、快速、成本低的特点，但对于膨胀围岩、复合型软岩、受动压影响的破碎围岩，则要加大支护长度和提高锚固效果，采用预应力锚索支护是一条有效途径。预应力锚索是把锚索锚固入岩层深部并进行预加应力的施工技术是一种传递主体结构的支护应力至深部稳定岩层的主动支护方式，它可以传递较大的拉应力，这是其他支护措施无法比拟的最大优点。
　　鹤岗矿业集团益新公司二水平北一石门区是该公司下一步生产的接续场所，地质储量3000多万t二水平北一石门破碎带长度180m，一48.0标高，与地表高差380m根据深部岩体力学研究新进展，岩体临界深度应在300m左右，岩石以砂页岩为主，松软破碎，底板压力非常大。巷道原支护为U型钢拱形棚，断面为宽3.2m高2. 5m的三心拱断8.5m2，围岩为V类不稳定岩层，巷道开掘前期，帮顶来压，拱形棚略有变形，变形量在3~5cm巷道开掘后不足2个月，后部拱形棚严重变形，严重处全宽不足1.7m，高度不足1.6m，经多次调整，仍无法满足使用。针对铁棚支护施工复杂，维修量大，成本高，效果差的问题，该公司试验应用了预应力锚索支护的新技术，用锚索锚网联合支护破碎带、高应力集中巷道，取得了良好的支护效果和经济效益。
　　1预应力锚索锚网联合支护技术的作用机理预应力锚索支护技术主要是将一定长度的低松弛高强度的钢绞线，配专用锚索机，通过树脂锚固，再通过液压千斤顶对其尾部施加预应力，对巷道顶板进行支护。锚索除具有普通锚杆的悬吊作用、组合梁作用、组合拱作用、楔固作用夕卜，还具有对顶板进行深部锚固而产生强力悬吊作用，并且沿巷道纵轴线形成连续强支撑点，以大预紧力减缓顶板扩容。对于围岩松动圈大，层节理发育，顶板破碎及伪顶较厚等复杂顶板条件下的巷道支护，锚索支护显示出其他支护无可比拟的优越性。锚索在巷道顶板深部岩层锚固后，通过张拉施加预应力，使锚索集中应力以4《压力分布在支护体上，应力以点荷载形成面荷载均匀分布，使被支护体受到更为均匀的挤压。锚索预紧力作用部分补偿了巷道开挖造成的应力损失，使围岩由原来的单向和双向受力向三向受力转变，提高了围岩的抗变形能力，有效控制了围岩变形。
　　2锚索支护设计参数选择（1）锚索材料选择。锚索采用高强度低松弛钢绞线，1X7股，直径15.24mm，破断负荷260kN，设计预应力不低于100kN，采用树脂锚固剂锚固，外孔直径28~32mm.（2）锚索长度的确定。由于北一石门破碎带为V类不稳定岩层，松动圈范围在2.0~2.5m，选取锚索长度：顶板5m帮3m锚固长度1.2m，外露长度在0.1~0.2m之间。
　　（3）锚索间排距。按锚索间排距和孔深之间关系S<L/ 2的原理，又根据巷道压力大，围岩松软破碎的特点，选取锚索间排距1.2m即顶板锚索每排3根，两帮每帮2根，每两排锚索间加打一排锚杆，锚杆间距0.6m 1.8m硬质钢筋网，两帮选用12铁丝经纬网，网与网搭接长度保证200mm联网间距不大于30cm. 3施工及支护效果巷道扩成原断面后，设棚、上网做为临时支护，在临时支护下进行锚杆、锚索、挂网施工，达到设计要求后再翻掉临时支护进行下一个循环，锚索托梁采用18以上的槽钢。锚索施工时，严格按鹤岗矿业集团锚索支护技术规范操作，并跟踪进行巷道收敛变形观测。该巷在未进行锚索支护前，已进行了多次的恢复和修复工作，效果不好；使用锚索支护围岩后，围岩的变形量显著减少，其变形速率已降到0. 15mm/（i以下，收敛变形得到较好的控制。
　　4结论（1）经统计测算，应用锚索、锚网联合支护技术，与采用金属支架相比，180m长的北一石门破碎带可节约直接支护费用36万元，经济效益显著；同时，由于锚索、锚网联合支护的应用，大大改善了巷道支护状况，提高了单进，节省了运料人工费，间接经济效益更大。
　　（2）在高应力巷道支护中应遵循“先让后抗、以柔克刚、缓冲压力、重点突出、稳定支护”的原则。预应力锚索、锚网联合支护技末可在较短时间内达到及时支护的目的，解决了在大跨度巷道、交叉点、断层、破碎带及高应力区的支护难题，与金属支架相比具有成本低、维修工程量小、劳动强度低、支护快捷方便、可靠性高等优点。因此，预应力锚索、锚网联合支护是一种基本可以取代金属支架，且支护效果好于铁棚支护的新型支护，在实际工作中具有广泛的推广价值。