「论文推荐」平煤一矿深部软岩巷道强力锚注支护方案

提出了以直径25mm全螺纹高强中空注浆锚杆和直径29 mm螺纹肋中空注浆锚索为核心的全断面锚注一体化支护方案。

平煤一矿三水平下延戊一上山采区回风上山是确保北山风井与三水平贯通的1条重要回风巷道，该巷道为典型的深部高应力软岩巷道。巷道埋深超过1 000 m，最大水平主应力达到36 MPa以上，戊组煤位于巷道底板位置，距巷道底板最近处为20.33 m。

强力锚注支护试验段位置

巷道所处层位无大型地质构造，只存在个别小型节理，巷道附近40 m范围内无跨巷情况，即无采动影响。

巷道地应力高、围岩强度低、整体性差，原支护形式采用“两锚两注”方式，即一次锚网索喷后采用20 mm×1 000 mm薄壁钢管浅部注浆，二次锚网喷后再采用20 mm×2 000 mm薄壁钢管深部注浆，注浆材料以水泥单液浆为主，两次注浆压力分别不大于2、3 MPa。

由于注浆压力低、浆液扩散范围小，顶板下沉严重、底鼓现象普遍存在，围岩持续变形，巷道断面收缩量大，严重影响生产运输，巷道返修频率高，且支护成本高，工艺繁琐。

支护方案

顶板以上1.5 m内围岩非常破碎，存在大量主导裂隙面，离层距离较大。

顶板以上1.5～4.0 m范围内围岩以裂隙带形式分布，且裂隙密度逐步减小。

顶板4 m以上区域围岩完整性相对较好，未见明显裂隙、离层，但孔壁存在泥块剥离现象。

顶板围岩结构窥视结果

帮部围岩结构窥视结果

巷道帮部岩性以泥岩为主，遇水后泥化非常严重，围岩破碎范围在1.2 m左右，较顶板破碎程度和范围明显减小。

在对锚杆长度、锚杆间排距、锚杆锚固力、锚杆截面积、锚索长度、注浆参数进行计算后，确定如下支护方案：

锚杆施工参数

注浆锚杆长度3 000 mm，直径25 mm，全长连续螺纹结构，破断力不低于200 kN，配150 mm×150 mm×10 mm方形托盘，间排距700 mm×700 mm，采用1卷2850树脂锚固剂端锚，考虑到注浆需要，注浆锚杆螺母预紧力不低于60 kN。

高强注浆锚杆和锚索外观与结构

锚索施工参数

中空注浆锚索长度8 300 mm，直径29 mm，采用强度等级1 770 MPa螺旋肋预应力钢丝编织而成，破断力达400 kN以上，配300 mm×300 mm×16 mm方形托盘，间排距1 400 mm×1 400 mm，采用2卷2850树脂锚固剂端锚，中空注浆锚索预紧力不低于120KN。

布置方式

拱部正顶布置1根中空注浆锚索，两侧对称呈放射状依次布置，保证中空注浆锚索均垂直岩面布置。最上端中空注浆锚杆距巷道中心线350 mm对称布置，其余锚杆依次垂直于岩面对称布置，底角锚杆下扎15°，且距离巷道底板不得大于200 mm。

强力锚注支护方案断面

钻孔参数

中空注浆锚杆安装孔径32 mm，孔深2 900 mm；中空注浆锚索安装孔径38 mm，孔深按8 000 mm，误差均不得大于±50 mm。

护表方式

采用直径6 mm钢筋网，网格间距80 mm×80 mm，中空注浆锚杆之间采用W钢带连接。

喷层要求

混凝土喷浆层厚度150 mm，强度级别C20。巷道掘出后立即初喷50 mm，待锚杆/锚索支护完成后二次喷浆100 mm，要求喷层表面密实平整，并每天洒水养护。

注浆材料

采用标号不低于P.O42.5R级硅酸盐水泥，并按8%的比例添加ACZ-1水泥添加剂作为注浆材料。该材料具有良好的流动性、硬化塑形和抗干缩性。

支护效果

在顶板的稳定性上，强力锚注支护方案强化了巷道拱部整体性，增强了对顶板水平应力的承载性能，变形量随时间逐渐增大而增加缓慢并趋于稳定，其顶板下沉量为201 mm，较两锚两注支护方案顶板变形量降低了40%以上。

两帮变形量随时间逐渐增大并趋于稳定，稳定期在5个月左右，变形量均不大，两锚两注支护方案帮部移近量为130 mm，强力锚注支护帮部移近量为100 mm，相差不大，且帮部喷浆层极少出现开裂、脱落现象。但是在支护成本和工艺繁琐程度上强力锚注支护技术占很大优势，经济效益突出。

来源：赵万里，杨战标.深部软岩巷道强力锚注支护技术研究[J].煤炭科学技术,2018,46(12)：92-97.

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信息提供：朱恩光 编辑整理：刘旸

审核：毕永华

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