王胜

[摘 要]对严重变形、局部顶板漏冒巷道采用了锚网喷加锚索联合支护修复技术。较好的提高了修复质量，修复后取得了较好的支护效果。

[关键词]朔石矿业东部井；锚网喷支护；施工工艺

中图分类号：TV554+.12 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）09-0010-01

前言

朔石矿业东部井二水平南大巷黄庄石门段由于服务年限较长，原有的U型钢支护巷道压力大，严重变形，局部顶板漏冒，最大漏冒高度达到1.3米。已严重影响大巷行人、运输及通风。为尽快恢复巷道使用功能，对该段巷道采用了锚网喷加锚索联合支护的修复方案。现巷道已投入正常使用，修复方案取得了较好的支护效果。

1 锚网喷支护的可行性分析

1）联合支护是一种主动支护方式，能够有效避免围岩进一步变形而形成新的应力集中区。

2）工作强度低，人工消耗少，出矸量少。

3）能自然利用围岩的挤压加固拱作用，安全系数高，稳定性好，巷道使用年限长。

4）经济投入少，不需投入架棚材料。

5）有利于早日投入使用，在不影响其他运输的情况下，修复速度快。

2 锚杆技术参数

2.1 锚杆参数的选择

锚杆长度直接影响支护效果，通常根据经验公式确定支护锚杆的参数。

1）锚杆长度见式（1）。

L=N（1.1+B/10）=1.3×（1.1+3.6/10）=1.9m （1）

式中：L为锚杆长度，m；B为巷道宽，取3.6m；N為围岩稳定性因素，取1.3。取L=2.2m。

2）锚杆杆体直径可以根据杆体承载力等强度确定，见式（2）。

d=35.52（Q/σb）1/2=35.52（100/490）1/2=16.05mm （2）

式中：d为锚杆杆体直径，mm；Q为锚固力，按技术要求确定，kN；σb为杆体（HRB335）材料抗拉强度，490MPa。取d=20mm。

3）锚索作用的主要原理是悬吊理论。根据悬吊理论，锚索必须锚入稳定岩层中，则锚索的有效长度应为冒落高度的1.5倍～2.0倍，此处取2.0倍，则锚索的长度见式（3）。

L=L1+KL2+L3=0.4+2×2+1.4=5.7m （3）

式中：L1为锚索的外露长度，取0.4m；L2为顶板的冒落高度，根据维修段巷道顶板破碎程度取1.3m；L3为锚索的锚固长度，取1.4m；K为安全系数，此处取K=3。取L=6.4m。

2.2 锚杆间距（D1）与锚索间距（D2）

Dl<0.5L，取D1=0.8m。式中：L为锚杆间距。

D2<0.5B，取D2=2.4m。式中：B为巷道净宽。

巷道断面图如图1所示。

3 支护材料技术参数

1）锚杆及锚固剂的选择。我公司使用锚杆材质为牌号HRB335螺纹钢，技术参数为φ=20mm，L=2200mm。在使用过程中采用K2550及Z2550型树脂锚固剂各一支，锚杆外露长度范围10mm～50mm。托盘规格为120mm×120mm，采用厚8mm的钢板压制而成。锚杆间距参数为800mm×800mm。

2）金属网均采用φ6.0mm的冷拔钢筋制成，网格参数为1500mm×900mm，网格为150mm×150mm，搭接长度均大于100mm，相邻两块金属网之间采用12#铁丝捆扎。

3）锚索采用φ17.8mm的1×7标准型钢绞线，长度6400mm；锚索钻孔轴线与设计轴线的偏差角不应大于2°；锚索锚固力200kN，锚索眼深允许误差为±30mm，锚索间距允许误差为±100mm。

4）喷射混凝土一般使用不低于标号425#的硅酸盐水泥，喷厚取50mm，同时将粒径大于15mm的石子控制在20%以下；速凝剂掺入量为3%。

4 施工工艺

4.1 锚杆安装工艺

1）打锚杆眼

在现场施工前，首先需要按照中、腰线检查巷道断面。必要时先进行处理，防止巷道顶板掉矸等。同时，要确保锚杆眼的位置及角度准确，提前在钻杆上作相关标志，锚杆眼深2.12m，偏差-30～+30mm。锚杆眼打好后，应及时将眼内的杂物清理干净。

2）安装锚杆

在进行锚杆的安装时，先依次将K2550、Z2550型锚固剂先后送至眼底，然后使用锚杆钻机或者风钻将锚杆旋入，直至锚杆到达预定深度。安装锚杆时，边搅拌边推进，搅拌大约用30秒停转固化待约30秒再紧固螺母拧紧力矩不小于300N·m。（图2）

4.2 锚索安装工艺

1）安装使用锚杆钻机、手动张紧千斤顶、专用搅拌器。严格按照技术要求布置锚索，准确掌握锚索眼方向及眼深。

2）将锚索两端擦拭干净。

3）用锚索将规定数量的树脂药缓缓推至索眼，锚索下端插入专用搅拌套后插在钻机输出轴上。

4）开始阶段，钻机马达转速和气腿推进速度稍慢。待锚索全部进入眼孔后，采用全速旋转搅15s～20S。等待30-45s后，移开钻机。

5）锚索注入10min后，安装专用托盘、锁具，并将其托至紧贴顶板的位置。

6）使用手动张紧千斤顶将锚索张紧。

4.3 喷射砼工艺

1）首先，检查巷道规格及锚杆安装是否符合设计要求；然后，冲刷喷射区域的煤（岩）尘。

2）喷射顺序：先墙后拱。墙基开始自下而上进行，喷头与受喷面应尽量保持垂直，喷头与受喷面的垂直距离0.8m～1.0m为宜。

3）喷射时，喷浆的供风压力在0.4MPa，水压应比风压高0.1MPa左右。调整到最合适的水灰比0.4～0.5，喷射的混凝土无干斑、无流淌、黏着力强。一次喷射混凝土厚度20mm～30mm，并要及时复喷，复喷间隔时间不得超过2h。否则，应用高压水重新冲洗受喷面。

4）喷射工作结束后，喷层连续洒水养护28d以上。7d以内，每班洒水1次；7d以后，每天洒水1次。

5 结语

在施工和巷道利用过程中，极大提高了巷道支护质量，大大节省了施工成本，降低了工人的劳动强度。同时，增加了支护的整体性，避免了在锚杆锚固范围之外产生离层而导致的顶板下沉和垮落事故，安全状况显著改善，经济效益和社会效益显著。