锚锚注联合支护在刘店煤矿软岩巷道的应用
锚注技术在深部软岩巷道维修中的应用
锚注技术在深部软岩巷道维修中的应用徐克柱，鹿建设，李忠宝（山东海力集团公司石桥煤矿，山东宁阳271400）摘要石桥煤矿－580m 水平开采深度800多米，水平配电所布置在3煤底板中，底板以泥岩及粉沙岩为主，裂隙发育，遇水膨胀，底鼓严重，多次维修效果甚微。
经反复论证、对比，最后运用“锚注+网、索、喷”联合支护技术对配电所巷道再次修复加固后，取得了满意的支护效果。
关键词软岩巷道支护锚注+网索喷工艺流程中图分类号TD353+．9文献标识码B*收稿日期：2012－07－09作者简介：徐克柱（1981－），男，毕业于山东科技大学，注册安全工程师，现任山东海力实业集团安全生产委员会主任。
山东海力集团石桥煤矿是一个设计年产能力30万t 的矿井，矿井地质条件复杂，断层发育多且伴生成组小断层。
－580m 水平的配电所布置在3煤层的底板当中，底板主要是泥岩及粉沙岩，层理杂乱，遇水碎胀，两帮移近量达360mm ，底鼓严重，直接影响整个采区的供电。
原支护形式为半圆拱断面，净宽4．5m ，净高3．65m ，采用普通Φ20ˑ2000mm 的全螺纹树脂锚杆，间排距800ˑ800mm ，金属网为10#冷拔钢丝编织，规格3800ˑ1000mm ，网眼尺寸100ˑ100mm ，喷厚150mm 。
因巷道变形严重，分别采用“锚网喷+锚索”和“锚网喷+普通U 型钢可缩支架”进行过2次维修，但控制效果仍然较差，达不到使用要求。
为了保证配电所的正常使用，石桥煤矿运用“锚注+网、索、喷”联合支护技术对配电所巷道进行了第3次修复加固，取得了满意的效果。
1修复加固方案及参数的选择（1）初次支护：普通Φ20ˑ2000mm 的全螺纹树脂锚杆，顶、底板间排距1600ˑ1600mm ，全长树脂锚固，锚固力不小于100kN ，金属网为10#冷拔钢丝编织，规格3800ˑ1000mm ，网眼尺寸100ˑ100mm ，初喷50mm 。
一次支护预留变形量50 80mm 。
锚注支护技：术在软岩巷道中的应用
ห้องสมุดไป่ตู้
２２ 月中 科技创新与应用 ｏ ￣３ （ ）Ｉ １
锚 注支护技 在软岩巷道 中的应用
樊 心 磊
（ 云南云维集 团有 限公 司， 云南 沾益 ６ ５ ０ ） ５ ３０
摘 要： 分析 了 国 内外锚 杆 支护 的技 术特 点 ， 为我 国软岩 巷 道 锚 杆技 术 的 主要 问题 是 锚 杆 支护 系统 的 支护 强度 不 够 。 一 步 认 进 研究认为， 锚杆与注浆联合支护是 目前中国软岩巷道支护很有前途 的新途径 。提 出了锚注结合加 固软岩巷道 的新思路， 发明 了 外锚 内注式 新 型锚 杆 及 其加 固软 岩巷 道 新技 术 ， 决 了一 系列 工 艺 问题， 地 将 该技 术 用 于某 矿软 岩 动 压巷 道 的加 固工程 。 解 成功 关 键 词 ： 岩 巷 道 ； 注 支护 ； 杆 支护 软 锚 锚 该 矿井是 小 型现代 化矿 井 ， 于云南 省境 内 ， 位 设计 生产 能力 ０ Ｍ ． ９ ３ ０ Ⅱ 力， ａ 垃 ＭＰ ： ａ井底 车场水平 为＋ ７０ 巷道 及硐 室岩性 以粉砂 岩及泥 岩为 主 ， ， １９ｍ， 岩性 Ｃ 岩体的内聚力， Ｉ ； 一 Ｍ ， ａ 较差 ， 性突 出。经 研究 ， 井下巷道 硐室等采 用锚注 支护方式 。 膨胀 确定 内摩擦角 。 １锚注支 护原理 由上 式可知岩 体强度大 小是 Ｃ ‘两个指标确 定的 。 ， ｐ 当井 巷掘进 后 ， 与世 界锚杆技 术先进 国家相 比我 国 目前软 岩巷道锚杆 支护 的主要 原岩体 中应力 平衡状 态受 到破坏 ， 围岩应力 重新调整 ， 为巷道周 边 表现 技 术 问题是锚 杆支 护系统 支护 强度 不够 ， 其原 因一是 单 根锚杆 锚 固力 径 向应 力消失 ， 向应 力增大 ， 出珊 立 切 而 力集 中现象 。当集 中的切 向应 低； 是锚 杆之 间较少 采用托 梁 、 － 钢带 等连接 件． 是 金属 网和 喷射混 凝 力超 过岩 体强 度极 限时 ， 道周 边 岩体 首先破 坏 ， 裂隙 ， 原有 三 巷 产生 岩体 土设计 不太合理 、 工质量较 差。 施 的 内聚力 ｃ及 内磨擦 角 ‘值下 降 ，在巷 道周 围的一定范 围 内形 成围岩 ｐ 提高 支护系统 强度 的途 径有两条 。其一是 采 用 高强锚杆 支护 系统 破碎带 ， 即围岩松动 圈。 提高锚杆支护系统 自身强度淇 二是采用联合支护提高支护系统强度。 在此 松动圈 内的岩体 ， 有一定残余 强度 的多裂 隙岩体 。 是具 注浆加 对部分 较软岩 巷道， 可以采 用第一条途 径进行 成功 的支 护。当 围岩 固就是处 理这 一区域 内的岩 体 ， 强度得 到提高 ， 而使莫 尔 圆远 离 使其 从 过 于松 软， 靠锚 杆支 护系统 提供 的支 护 作用 不够 ， 须采 用第 二 条 强度包络线 （ ２， ， 仅 而必 图 １ 显然 这有利 于围岩 的稳定 。 途 径提 高整 个支护 系统的强度 和整体 性才 能控制 围岩变形 。 根据前苏联 Ｍ卡姆别霍尔及 Ｂ ． ． 剧廖也夫等人的研究表明， 岩体 国内外 巷道支 护根据 其加 固方 式 和作 用可 分为三 个层次 。第一 层 注浆后 ， 定 ， 内聚力 Ｃ值较原 来增 加 了 ４－ ０ 经测 其 ０ ７％。 次 是支 护力作 用在 巷道 围岩表 面 的支护形 式 ， 如各种 类 型的支 架和 碹 ２ ． ３充填 密实作用 体 ． 二层次是 支护作用 力不但 作用于 围岩表面 而且能作 用于 围岩 内部 第 注浆浆 液在泵 压作用 下 ， 可 以将 相互连通 的岩体 裂 隙充 满 ， 不但 还 的支护 形式 ， 如锚杆 支护 ． 三层 次支 护方 式能 够根本 改善 围岩 性状 ， 笫 提 可将充填不到的封闭裂隙和孑 隙压缩， Ｌ 从而对岩体整体起压密作用。使 高围岩强度， 以注浆加固为代表。 支护的层次越高， 支护能力就越强擞果 岩 体的弹 性模 量提高 ， 度也相应提 高 。 强 也 越好 。国 内外研 究表 明周 岩注浆加 固可提 高其 强度 和变形模 量， 本 根 ３注浆工艺 改 善围岩变 形规律 。 ３ ． １内注 锚杆 结构 目前 ， 中使用 成 功的锚 杆支 护系 统与棚 式支 架 、 高强混 凝 土 软岩 与 锚杆 体选用外 径 Ｄ ２ｍｍ、 ＝２ 壁厚 ８３ ｍ ：． ｍ冷拨无 缝钢管 制作 而成 ， ＝０ 弧形 板等 等低层 次支护 形式组 成 的联 合支 护具有 成本 高 、工艺 复杂 和 为 便于 注浆 ，在 锚杆上钻 有交叉 布置 的 ｑ６ ｍ注浆孑 ： ｂｍ Ｌ 锚杆端 部加 工 劳 动强度 大 等缺点 ， 算是 最合 理 的， 理 的应 该是 锚杆 支护 系统 Ｍ２ 标 准螺纹 ， 长 １０ ｍ， 不能 最合 ４ 螺纹 ０ ｍ 内注浆锚杆结 构如 图 ３ 示 。 所 与支 护层次最 高的注 浆加 固组成 的联合 支护 。 撼 环 众所周知， 注浆是巷道支护中一种非常规技术， 一般采用非常规的 打 眼机具 打 出注浆 孑采 用专 门的 注浆管 和封 孔装 置Ｊ 复杂 ， 了 Ｌ 艺 限制 ＾ 程 泵乳 其使用范围旦然注浆效果可靠饵 也只在小范围使用。所以在研究锚杆 ｌ 与注 浆如何 构成 联合 支护 时进 行 了反复论 证， 定 了“ 制 利用锚 杆兼 作注 ■ ｔ Ｊ Ｌ — 浆管 采 用常规打 眼机具 ＇ 浆为常规 支护 ” ， 变注 的原则 。 ｌ ｍ ｓ ｌ ＆ ∞ ２ ∞ ４２ｏ ｌ ｏ 盛 ．一 按 照上 述思 路和 原则 ， 们试 制 了新 型外锚 内注式锚 杆 威 功 地试 我 验 开发锚注 支护技术 从 工 艺上把锚 杆支护 和围岩 注浆加 固有机地 结合 起来 。 锚杆 兼做 注浆 管， 注 浆加 固在 巷道 围岩 内形 成 一连 续 的 利用 通过 图 ３ 注浆加 固圈崩 阡通过与 围岩相互作 用和加初 锚力 在围岩 内又形成 一锚 ３ ． ２注浆材料 杆加 固 圈， 金属 网和 喷射 混凝 土这 些护 表措 施 ， 成 一个 完整 的支 加上 组 采 用水泥 水玻璃双 液浆 ， 比取 １～．７ 水灰 ： １． １ Ｏ 。水玻 璃掺量 为水泥 重 量 的 ３５ 水 泥可用 ３ ． －％， ２ Ｒ或 ４． ５ ２ Ｒ矿碴水 泥或普通 硅酸盐 水泥 ， ５ 水玻 护系统见 图 １ 锚注结束加固围岩原理图。 璃波 美度一般 取 ４ ５ ｅ一般初凝 时间为 ２ ３ ， 通过水玻璃 掺量 和 Ｏ ｏ ， Ｂ ￣ ｈ可 浓度 来调整初 凝终凝 时间 。 ３ ＿ ３锚注工艺 ３． ．１钻孔 ： 深度为 １０ｍｍ 直径 为 ４ｍｍ 安装 注浆锚杆前 先 ３ 钻孔 ８０ ， ２ 。 清孑 ， 保钻孔无 岩屑无积 水。 Ｌ确 ３ ． 浆锚杆 锚 固： Ｍ Ｋ ８０ ． ３ ２注 将 Ｓ ３ ５ 树脂 锚 固剂 送人 孑底 ， 动搅拌 Ｌ 开 器搅 拌 ， 搅拌 ２ －０ 后 ， ６ ９ｓ ０４ ｓ 停 ０ ０。 － 图 １ 图 ２ ３ ３ 封孑 止浆 采 用 软木 止浆 塞封 孔 ， 于破 碎 围岩 、 口不规 整 ． ３ Ｌ 对 孔 ２注浆加 固机理 分析 的钻 孑 ， 软木止 浆塞外 围缠绕 黄麻 ， 可用再生 橡胶 塞或快 硬水 泥 Ｌ可在 也 ２ ． １网络骨架作 用 药卷 等止浆 。 在 注浆加 固过程 中 ，浆液在 泵压及 微裂 隙的毛 细作 用下挤压 或渗 ３． ． ３ ４注浆 ： 将注浆 管路 与 内注 式锚 杆连 接好 ， 注浆 作业 ， 进行 可多 透到岩 体 的裂隙 中去 ， 固结后 ， 固体 的形式 充填在 裂隙 中并 与岩 孔 同时注浆 ， 浆液 以 注浆终 止压力 为 ２ ａ ＭＰ 。 体 固结 ， 这些充填的材料在岩体内形成了新的网络状的浆脉 ， 这些浆脉 ３． ．５安设锚杆 托盘拆 下孑 口阀 ， ３ Ｌ 安设托盘 ， 紧螺母 。 上 在 岩体 中呈 薄厚不 一的 片状或条 状 ， 互相联 系形 成网络 骨架 ， 但均 网络 ４结论 骨架 内则是均 匀密 实的岩 体 ，形 成 网络 骨架 的充填材 料具有 较好 的粘 锚注加固结构提供的支护力可达普通支护的几倍至数十倍， 因此 ， 结 强度 。 可为破碎围岩提供可靠而足够的径向约束力 ， 使破碎围岩发挥应力强 ２ ． ２粘结 增强作用 化特眭。对预加固结构应适时进行锚注加固， 使结构发挥高承载陛能的 采用莫尔强度理论对注浆的粘结补强作用进行分析 。 为简化计算 ， 同时 ， 效控 制 围岩塑性 区的发展 和宏观 变形 ； 有 而对后 加 固结 构应 及时 岩 体强度 曲线采用 直线形包 络线 。 进行锚注加固， 使围岩塑性区的发展得到有效控制。
锚网喷索联合支护在软岩巷道的设计与应用
斜 注浆 管注浆加 固巷道底角 ，用速凝材料注浆加 固底板 。
１３ 锚 网喷 ＋复喷 ＋锚 索 ．
鹤 岗富力矿三石 门围岩遇水 膨胀 严重 ，矿 山压力 显现 明显 ，压力较大 ，巷道 变形 严重 的情况 下 ，锚 网喷 ＋复 喷 ＋锚索联合支护替代 传统 的 “ 网喷 ＋Ｕ型钢 ＋复喷 ”支 锚
１４ 锚 网喷 ＋复喷 ＋注 浆 ＋锚 索 ．
平塑张庄矿 东大 巷位 于松 软岩 层 内 ，矿 压 显现 强 烈 ， 围岩塑性区 、破 碎 区发展很 快 ，引起 围岩 强烈变 形 和底鼓 的情况下 ， 网喷 ＋复喷 ＋ 索联合 支护形 式改 为锚 网喷 锚 锚
＋复喷 ＋ 注浆 ＋锚 索联合 支护 方式 。观 测结果 表 明 ，巷 道
９ ％ 的条件下 ，锚 网喷 ＋复 喷联合 支护替 代料 石碹支 护 以 ０
来 ，从未发 生过 巷 道 冒顶 、巷道 两 帮变 形 而破 坏 的事 故。 其支护特 点是 ： １ ）锚 网喷一次支护 ：因锚 网喷支护体具有较 大的变形 量和柔性 ，可允许围岩产生一 定量 的变形 ，从 而围岩卸压 。 同时锚杆在围岩松 动圈 内形 成组 合加 固拱 ，再加 上外 喷一 定厚度的混 凝 土和 加挂 金属 网 ，构 成一定 强度 的加 固带 ， 可限制围岩碎胀 变形 。
碎的围岩岩体结构 ，从 ２０ ０ ３年 开始进 行 了围岩 注浆加 固， 其结果 注浆段巷 道两 帮和顶板 变形量 较小 ，使 巷道支 护达
到 良好效果 。其支护特点是 ： 收稿 日期 ：２ ７—０ ２ ０ ６— ７
作者简介 ：宋子玉（ ９３一） １６ ，男 ，吉林 白城人 ，高级工程师 ，现任长春煤炭设计研究 院副 院长 ，从事设计管理工作 。
２ ）二次 支护 ：待 围 岩压力 释放 ，巷道 变 形趋 于 稳定
锚锚注联合支护在刘店煤矿软岩巷道的应用
锚杆进行 二次加扭 ， 使锚杆 螺母拧紧力矩不小于 ３ ０ ・ 锚杆锚 固 ０ Ｎ ｍ， Ｏ 前 言 力 不小 于 ８ ｋ 。 ０ Ｎ 淮 北 矿 业 集 团 刘 店 煤矿 六采 区胶 带下 山设 计 在 二 叠 系 下 统 山 西 喷砼水泥选用淮北矿业 集团水泥厂生产的 ｐｏ ２５普通硅酸盐 ．４ ． 组 岩 层 中 ，Ｏ煤 层 项 板 之 下 ， 深 一 ８ ｍ ， 段 内地 质 构 造 复 杂 ， １ 埋 ６０ 区 巷 水泥 ， 黄砂粒径 为大于 Ｏ３ ｍｍ 中粗砂 ， ．５ 石子粒径 为 ５ １ ｍｍ， —５ 喷射 道 施 工 范 围 内主 要 岩 性 以粉 砂 岩 、 细砂 岩 、 岩 为 主 ， 结 性 差 、 理 砼 料 配 比 为 水 泥 ： 砂 ： 子 ： 泥 胶 节 黄 石 速凝 剂 ＝． ２ ００ ， 灰 比 为 Ｏ５ ： １２： ：．３水 ： ．７ 层理较发育 ， 易风化 ， 见水膨胀率 高， 软岩特征 明显。 １ 喷射砼 强度 为 Ｃ ０ 一次喷砼厚 ８ ｍｍ， ， ２， ０ 二次支护喷砼厚 ７ ｍｍ。 ０ 六 采 区胶 带 下 山 断 面 为 半 圆 拱 形 ，采 用 Ｕ ９金 属 支 架 支 护 ， ２ 起 根 据 巷 道 来压 变 形情 况 ，合 理 确 定 二 次 支 护 与 一 次支 护间 隔 的 拱 位 置 设 计 宽 度 ５ ０ ｍｍ。 这 种 支 架 低 阻 滑 移 ， 然 顶 板 打 设 超 前 卸 压 时 间 ｉ 次 支 护 顶 部 施 工 在 一 次 支 护后 ５ ～３ ｍ ， 部 施 工 滞 ２０ 虽 二 ｍ ０ 帮 支护钢管 ， 棚腿 由锁腿锚杆配合卡 缆定 位 ， 两帮仍 内移较 大 ， 但 断面 后 耙 矸 机 施 工 。 收缩较严重 ， 主要是 Ｕ型支架与 围岩之 间充填不 实， 存在 大量不均 ４２ 锚 索补 强 ． 匀 间 隙 造 成 的 巷道 初 期 不承 载 ， 架 的设 计 承 载 能 力 难 以发 挥 。 支 补 强 锚 索 跟至 耙矸 机 处 。两 帮 于 底 板 以上 ５ ０ ０ ｍｍ 位 置 各 打 一 １ 巷 道 破 坏 分 析 根 锚 索 ， 部 锚 索排 距 ２ ０ ｍｍ ， 索 规 格 为 ＹＭＳ ７８４５ １ ６ 帮 ４０ 锚 １ ． ．— ８ ０： ／ 六 采 区 胶 带 下 山 围岩 变 形 量 大 ， 现 为 初 期 来 压 快 、 表 变形 显 著 ， 顶 锚 索 问 排 距 为 ２ ０ ｍｍ ４ ０ ４０ Ｘ２ ０ ｍｍ， 排 三 根 锚 索 ， 索规 格 为 每 锚 如 不 采 取 有 效 支 护 措施 ， 易 发 生 冒顶 、 帮 等破 坏 现 象 。 即使 围 岩 极 片 Ｙ １ ．／．— ６ 。锚 索托盘采用 Ｔ Ｆ ０ ０ ／０型 ， ＭＳ ８６３ １ ０ ７ ８ Ｐ ３ ０Ｘ３ Ｏ１ 每排共五 变形变得比较 稳定后 ， 围岩还 以一定 的速度长期 处于流变状态。 巷道 根锚 索 ， 每根锚 索配 置三卷 Ｚ ９ ０树脂锚 固 剂 ， ２５ 先装 快速 ， 装中 后 来 压 方 向 多表 现 为 四周 来 压 。 巷道 开挖 后 不仅 顶 板 、 帮 易发 生 显 著 速。树脂锚 固剂用锚索送至孔底后 边搅拌边推进 ， 两 搅拌 ２ ０—３ Ｏ秒停 变 形 和破 坏 ， 板 也 往 往 出 现 强 烈 变形 和 破 坏 ， 烈底 臌 会 加 剧 两 帮 底 强 转 ， 待 ２分钟 后 再 微 落 下 钻 机 。树 脂 锚 固剂 凝 固 １小 时 后 ， 等 方可 进 和 顶 板 的 变 形和 破 坏 。 围岩 变 形 对 应 力 的 变 化 非 常敏 感 ， 震动 、 受 邻 行 张 拉预 紧上 托 盘 工 作 ， 紧 力 一般 不小 于 １ Ｏ Ｎ 预 Ｋ 。 Ｏ 近 巷 道 掘 进 ， 岩 变 形和 破 坏 均 有 明显 增 加 。 岩 变 形有 时突 然 剧 烈 围 围 ４ ３ 注 浆加 固 ． 增加 ， 致断面迅速缩小 ， 有强烈的冲击性。 导 具 为 了 满 足支 护 强度 ， 取注 浆加 固 ， 浆 相 关参 数 如 下 ： 采 注 ２ 支 护 原 理 ①注 浆泵型号 ：Ｂ Ｂ ５ ～ ／０ Ｚ Ｓ 一 ２ ８１ —１ ５煤矿用双液注浆泵。 锚 喷 支 护 时 一 种 主 动 支 护 ， 工 便 捷 ， 用 性 强 ， 是 此 类 支 护 施 适 但 ②注 浆材 料 ： 必须根据 不同的围岩松动圈确定不同的支护参 数 ，而在施工 中经常 注浆 材料 采用 ｐｏ ２５普通 硅酸 盐 水泥 ，浆液 水灰 比为 １： ．４ ． 是 不 同 围 岩特 性 的巷 道 套 用 同一 参 数 ， 得 支 护 达 不 到 预 期 效 果 。 使 此 ０． ７～１ ：１。 类 支 护 隐 蔽 性 大 ， 易 造 成 大 面积 浆皮 脱 落 及 冒顶 事 故 。 容 ③ 注浆锚杆 ： 采用端锚 型注浆锚杆 ， 长度 ２ ０ ｍｍ， ６０ ４分钢管 以注 浆锚 杆 及 浆体 加 固 为主 的主 动 加 固形 式 ，先对 原 巷 道 进 行 制成 ， 管底端砸扁并拧成麻花状 《 钢 长度 ２ ０ ５ ｍｍ）钢管底 端 １Ｏ 长 ； ．ｍ 挂 网、 锚 杆 、 浆 等 临 时支 护 ， 对 围岩 进 行 注 浆 固 结 ， 根 本 上 改 度 内 错 开 钻 孔 ， 径 由 大 逐 渐 变 小 ， 端 孔 径 ＝ ｒｍ ， 端 孔 径 打 喷 再 从 孔 前 ８ ａ 后 变 围 岩 结 构 ， 之 成 为 坚 实 承 载 的 支 护拱 。 于 节理 裂 隙 发育 的煤 体 中＝ ｍｍ ； 杆 底 部 采 用 一 卷 Ｚ ９ ０型 树 脂 药 卷 锚 固 ， 采 用 空 心 使 对 ４ 锚 ２５ 并 和 岩 体 ， 浆 可 改 变 围 岩 的松 散 结 构 ， 高 粘 结 力 和 内摩 擦 角 ， 闭 速 凝 水 泥 卷 封 孔 ， 孔 深 度 为 Ｏ８ 注 提 封 封 ．ｍ。 裂 隙 ，使 岩体 强度 显著 提 高 。注 浆 加 固可 为 锚 杆 提供 可 靠 的着 力基 ④ 注 浆锚 杆株排距 １ ０ ６ ０ ７ ０Ｘ１ ０ ｍｍ， 中项一根 ， 分别 向两帮均 础 ， 锚 杆 对 松 散 的 围 岩 的锚 固作 用得 以发 挥 。 使 匀 布 置 ， 排 ７根 ， 角 注 浆 锚 杆 距 底 板 距 离 为 ９ ｍｍ 并 与 巷 道 底 每 底 ７ ３ 注 浆 加 固 的 机 理 分 析 板呈 ３ 。下扎角 ， ０ 其余注浆锚杆垂直于巷道 轮廓线 ， 外露 ５ ｍｍ。 ０ ３１ 采 用注 浆 锚 杆 注 浆 ， 以利 用 浆 液封 堵 围 岩 裂 隙 隔 绝 空 气 ， ． 可 防止围岩风化。 ３２注 浆后浆液将松散破碎的围岩胶结成整体 ，提高 了岩体 强 ．
软岩巷道锚注支护研究与应用
发“ 温室效应 ” 的一种 主要气体 ， 石溶 解和沉 Байду номын сангаас势 必对全球 “ 岩 温
共 维 产生新 的节理 、 裂隙 ， 至松动 、 甚 破碎 ， 围岩 自承 能力进一 步恶化 ， 锚杆 能实现 主动支护和 围岩一起 形成 加 固圈 ， 同 承受地 压 ， 护巷道稳定 ， 是一种较好 的软岩支护 形式 。但 由于其 支护强度不 给巷道维 护带来极 大困难 ， 这就给地下工程 围岩稳定性研 究提 出 难 大变形 的软岩巷道 ， 特别是受采动影 响 了新 的课题——软岩工程 问题 ＿ 。 目前 ， ２ Ｊ 软岩工程 问题 已成为 困 够高 ， 以适应 高地应力 、 扰矿 山开 采的主要 问题之一 ， 也是国 内外地下工程的一个难题。 ２ ０Ｔｇ ｙ 源于大气 ，０Ｔ ＆ｒ ３ ／ｒ ９ ｇ 为碳酸盐岩石溶解 ） 。Ｈ． Ｄ．霍兰 （９ ８ 研究表 明， Ｃ氧化 ， １７） 因 大气每年得到的 Ｃ 量为 ０ ０ ｔ ０２ ．９Ｇ ± 和 Ｋ的硅酸盐溶解 ， 大气损失的 ０ ０ 量分别为 ０ １ ｔ 、２Ｇ ， ．６Ｇ ±０ ０ ｔ 的溶解和沉积过程 ， 大气 中 Ｏ ２ 的影 响是 显著 的。Ｏ ２ 诱 对 ０量 ０是 的动压巷道。围岩注浆加固能改善围岩 结构及其性 能 ， 提高 围岩
［］ 中国岩溶 ，９０ ９ １ ：２５ 、 Ｊ． １９ ， （ ）４ —１
ｃｅ ｔ ｇａｅｔ ｏ ｈ ｉ ｔｓｏ ａｃｅｄｓ ｌ ｉ ［ ］Ｊｕ ｌ ｈｌ ｉ ｇｎｓ ｎｔｅｋｎ ｉ ｆ ｌｔ ｉｏｕ ｏ Ｊ ．ｏｍａ ａｎ ｅｃ ｃ ｉ ｓ ｔｎ
ｏ ｏｏｄａｄＩｔｒ ｃ ｃ ｎｅ１ ９ （０ ） １７１７ ｆ ｌ ｉ ｎ ｅｆ ｅ ｉ ｃ．９ ８ ２ ４ ：８ —９ ． Ｃｌ ｎ ａ Ｓｅ 力 学与 工 程 学报 。０４ ２ （６ ： ７ — ７ ７ ２ ０ ，３ １ ）２７ ８２ ８ ．
喷锚注支护技术对软岩巷道作用的数值模拟分析及应用
锚杆支护的作用：把节理弱面切割形成的岩块连接在一
起， 阻止 其沿弱面滑 动 ； 松动危块 悬 吊在稳定块体 上 ， 把 防止
目前 国内存在许多极难维护 软岩巷道 ， 围岩节理 、 裂隙十
分发育， 围岩松散破碎， 地质条件复杂， 水平构造应力大． 采动 影响强烈 ， 仅仅靠锚喷支 护系统难 以实现稳定 ， 因为在松软破 碎围岩条件下， 喷支护 常常只能起 到临时支护 的作用 ， 间 锚 时
一
长， 巷道便会受 到矿压 或采动影响而 受到破坏 ， 故部分软岩
浆加固联 合支护技术，并且利用 ＦＡＣ３ ０程序对 两种支护形式的巷道 围岩应力场和位移场进行 了数值模 Ｉ ． ３
拟。在上述基础上， 指导了淮北芦岭煤矿在松散破碎围岩条件下采用喷锚注巷道支护技术， 并且取得了很好
的效果。 关键词
软岩巷道
锚 杆支护 注浆加 固 数值模拟 层有效组合拱 ， 即喷 网组合拱 、 杆压缩 区组合拱及 浆液扩散 锚 加 固拱 ， 的多层 组合拱圆使 濒于破坏 的锚 喷支护 体转 变 形成 ， 成高强的喷锚注加固圈， 它具有很高的支护阻力和刚度。 可以 使围岩变形速度大大降低 ， 巷道稳定程度 明显提高 ， 实现长期 维护。 其喷锚注支护机理如图 １ 示： 所
（） １ 对围岩的作用。 岩体经注浆加固后， 整体内聚力和抗
拉剪强度大大提高 ；注浆液充填 到裂 隙 中固结后形 成新 的 网
或顶板开挖巷道 ， 由于 回采巷道 中煤质松 软 ， 围岩又 多泥质胶 结， 极为松 软破碎 。 还受 高地应力及 采动压力 的反复作 用 ， 维 护十分 困难 ， 尤其 回采巷道的矿压显现 十分剧 烈 ， 于极 难维 属 护巷道。
多重联合支护在软岩巷道中的应用
多重联合支护在软岩巷道中的应用摘要:为加强对矿井软岩巷道的维护和顶板控制，我公司在架设U型可缩性金属拱形支架基础上，运用壁后锚注填充与加固支护技术，形成了U型钢+金属网+喷浆+壁后锚注的联合强力支护结构，提高了巷道围岩的自承能力，有效地保证了巷道在长时间内的稳定性，消除了安全隐患，实现了矿井安全高效发展。
关键词:软岩联合支护壁后锚注1、前言义煤集团汝阳天泽金鼎煤业有限公司总回风上山开拓延伸斜巷，埋藏深度400-500m，大小断层交错，构造应力大，岩性极为破碎，节理发育，巷道变形速度快，表现出明显的软岩特征。
巷道采用29U型钢支护，铺设金属网，喷浆封闭，顶帮移近量大，断面缩减厉害，前掘后翻，多次返修，给矿井安全生产带来较大制约。
公司本着“技术保安”的安全发展观，秉承“依据现场定措施，围绕措施抓落实”安全生产理念，通过对软岩特征及其支护机理进行认真的科学分析研究，采取了U型钢+金属网+喷浆+壁后锚注的多重联合支护，取得了理想的效果。
2、多重联合支护理论分析大断面软岩巷道大多表现为大变形、流变、蠕变特性明显、巷道底鼓严重，在实际应用中，必须树立综合治理、联合支护的观念，充分利用围岩自身的承载能力，遵循“护”、“让”、“支”、“限”的原则，以便达到防水封闭、以柔克刚、缓冲让压、稳定支护的构想。
根据围岩松动圈理论，破碎岩体的破坏过程分为压密、弹性、塑性、破坏4个阶段。
为达到让压护巷的目的，我们先采用29U可缩性金属支架作为骨架，内表面铺设金属网，外表面喷混凝土，混凝土及时隔离水、空气与围岩的接触，防止围岩的风化、潮解、片落，初承力和支撑能力高的支架和混凝土较缓慢地释放巷道压力，然后在其达到塑形承载力最佳时，通过注浆锚杆对围岩松动圈进行壁后锚注胶结加固，阻止岩体朝下一个阶段发展。
此种支护方式充分利用了“围岩不再是纯粹的载荷体，而是能够被利用的承载体”的原理，通过多重联合强力支护，形成了多重组合拱结构，使巷道支护与围岩成为一个整体起到共同承载的作用。
锚网索喷与注浆联合支护技术在深部软岩巷道中的应用
１前言 随着 开采深 度 的不断增 加 ， 矿 山压力 逐渐增大 ， 受 力环境变 得更加复 杂 ， 由 于软岩巷 道不 能为锚 杆提供 可靠 的着 力基 础 ， 锚 杆支护 主要使 用在 围岩稳定 程 度 较高 的巷 道 ， 在软 岩巷 道 、 深井 巷道 等复杂 困难 条件 下锚 索喷支 护 的锚 固力
在很大程度上取决于所锚岩体的力学性能 ， 软岩巷道的可锚性差是造成锚杆锚 固力低 和失 效 的重要 原 因 ， 在 软岩 中施工 大 断面巷 道 ， 传统 的支护 理论 和支 护 方 式不 能满 足要 求 ， 另一 方面 随着 科学 的进步 和现 代工业 的发 展 ， 出现 新的 支 护 理念和 新的支 护材 料 ， 兴山煤矿 一开拓 区ｌ １ ５ 队在施 工的三 水平南 一石 门２ ９ — ３ ０ 层下 段 收尾材料 道 ， 采用 锚网喷 与注浆联 合支 护技术 ， 实 现 了“ 锚注 一体化 ” ， 确 保 了支 护强度 及 施工安 全 ， 满 足 了生产 的 需要 。
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３ ） 注浆 孔深 度 。 由于注浆 对裂 隙宽 度有 一 定的要 求 ， 而 围岩裂 隙宽 度 由外 往里逐 渐变小 ， 一般 地注 浆孔深度 应小于 裂隙 发育围岩 深度 ， 因此 ， 根据裂 隙发 育的 经验 公式 计算 出注 浆 孔深度 ４ ｍ， ４ ） 注浆 孔布 置 ： 已巷道 轮廓 线布 置 ， 排距１ ． ０ ｍ， 间距 １ ． ０ ｒ ｎ 。 ５ ） 注 浆压力 。 注浆 终压控 制在ｌ ～３ Ｍｐ ａ 之间。 注满 后 ， 浆液停 止不动 ， ， 保持 终压 不变 ， 维持ｌ ～３ ａｉ ｒ ｎ ， 以保证 注 浆充填 程 度和 密实 性 ； ６ ） 注 意事 项 ： ①要 提高 巷道 成形质 量 ， 首先 最大 限度地 减轻爆 破时 围岩 的松动破 坏 ， 减 少支护 工作难 度。 作 业规程 中要求 周边眼距２ ５ ０ 【 ｒ 皿， 要求缩 短 围岩 暴露 时间 ， 掌
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矿山天地摘要：该文分析了巷道破坏的原因，锚锚、注浆加固的机理和施工工艺。
采用锚锚注联合支护技术，有效地控制巷道的变形破坏，取得了良好的围岩支护效果。
关键词：锚锚注联合支护软岩支护0前言淮北矿业集团刘店煤矿六采区胶带下山设计在二叠系下统山西组岩层中，10煤层顶板之下，埋深-680m ，区段内地质构造复杂，巷道施工范围内主要岩性以粉砂岩、细砂岩、泥岩为主，胶结性差、节理层理较发育，易风化，见水膨胀率高，软岩特征明显。
六采区胶带下山断面为半圆拱形，采用U29金属支架支护，起拱位置设计宽度5200mm 。
这种支架低阻滑移，虽然顶板打设超前支护钢管，棚腿由锁腿锚杆配合卡缆定位，但两帮仍内移较大，断面收缩较严重，主要是U 型支架与围岩之间充填不实，存在大量不均匀间隙造成的巷道初期不承载，支架的设计承载能力难以发挥。
1巷道破坏分析六采区胶带下山围岩变形量大，表现为初期来压快、变形显著，如不采取有效支护措施，极易发生冒顶、片帮等破坏现象。
即使围岩变形变得比较稳定后，围岩还以一定的速度长期处于流变状态。
巷道来压方向多表现为四周来压。
巷道开挖后不仅顶板、两帮易发生显著变形和破坏，底板也往往出现强烈变形和破坏，强烈底臌会加剧两帮和顶板的变形和破坏。
围岩变形对应力的变化非常敏感，受震动、邻近巷道掘进，围岩变形和破坏均有明显增加。
围岩变形有时突然剧烈增加，导致断面迅速缩小，具有强烈的冲击性。
2支护原理锚喷支护时一种主动支护，施工便捷，适用性强，但是此类支护必须根据不同的围岩松动圈确定不同的支护参数，而在施工中经常是不同围岩特性的巷道套用同一参数，使得支护达不到预期效果。
此类支护隐蔽性大，容易造成大面积浆皮脱落及冒顶事故。
以注浆锚杆及浆体加固为主的主动加固形式，先对原巷道进行挂网、打锚杆、喷浆等临时支护，再对围岩进行注浆固结，从根本上改变围岩结构，使之成为坚实承载的支护拱。
对于节理裂隙发育的煤体和岩体，注浆可改变围岩的松散结构，提高粘结力和内摩擦角，封闭裂隙，使岩体强度显著提高。
注浆加固可为锚杆提供可靠的着力基础，使锚杆对松散的围岩的锚固作用得以发挥。
3注浆加固的机理分析3.1采用注浆锚杆注浆，可以利用浆液封堵围岩裂隙隔绝空气，防止围岩风化。
3.2注浆后浆液将松散破碎的围岩胶结成整体，提高了岩体强度。
3.3注浆后喷层壁厚充填密实，保证荷载均匀地作用在喷层和支护体上，避免出现应力集中点。
3.4利用注浆锚杆注浆充填围岩裂隙，配合锚喷支护，可以形成一个多层组合拱，扩大了支护结构的稳定，且注浆锚杆的本身亦为全长锚固锚杆，将多层组合拱连成一共同承载体，提高了支护结构的整体性。
3.5注浆使支护结构的断面尺寸加大，围岩作用在支护结构上的荷载所产生的弯矩较小，降低了支护结构中产生的拉应力和压应力。
4锚锚注联合支护对易变形巷道，应实施二次支护。
一次支护在保证围岩稳定的条件下允许有一定变形，释放压力；在合适的时间进行二次支护，保持巷道的长期稳定。
4.1两次锚网喷支护锚杆规格一次支护为GM20/2400-490，二次支护为GM22/3000-490，间排距800mm ×800mm ，二次支护锚杆均匀布置在一次支护两排锚杆中心位置，锚杆托盘一次支护采用TPF150×150/10型，二次支护采用TPF200×200/10型，钢筋网规格为Φ6-100×100mm（1800×1000mm ，冷拨带肋钢筋电阻焊接网），每孔采用2节Z2950中速树脂药卷。
为保证锚固效果，及时对锚杆进行二次加扭，使锚杆螺母拧紧力矩不小于300N ·m ，锚杆锚固力不小于80kN 。
喷砼水泥选用淮北矿业集团水泥厂生产的p.o42.5普通硅酸盐水泥，黄砂粒径为大于0.35mm 中粗砂，石子粒径为5-15mm ，喷射砼料配比为水泥：黄砂：石子：速凝剂=1：2：2：0.03,水灰比为0.57：1，喷射砼强度为C20，一次喷砼厚80mm ，二次支护喷砼厚70mm 。
根据巷道来压变形情况，合理确定二次支护与一次支护间隔的卸压时间；二次支护顶部施工在一次支护后5m ～30m ，帮部施工滞后耙矸机施工。
4.2锚索补强补强锚索跟至耙矸机处。
两帮于底板以上500mm 位置各打一根锚索，帮部锚索排距2400mm ，锚索规格为YMS17.8/4.5-1860；顶锚索间排距为2400mm ×2400mm ，每排三根锚索，锚索规格为YMS17.8/6.3-1860。
锚索托盘采用TPF300×300/10型，每排共五根锚索，每根锚索配置三卷Z2950树脂锚固剂，先装快速，后装中速。
树脂锚固剂用锚索送至孔底后边搅拌边推进，搅拌20～30秒停转，等待2分钟后再微落下钻机。
树脂锚固剂凝固1小时后，方可进行张拉预紧上托盘工作，预紧力一般不小于100KN 。
4.3注浆加固为了满足支护强度，采取注浆加固，注浆相关参数如下：①注浆泵型号：ZBSB-52~8/10-15煤矿用双液注浆泵。
②注浆材料：注浆材料采用p.o42.5普通硅酸盐水泥，浆液水灰比为1∶0.7~1∶1。
③注浆锚杆：采用端锚型注浆锚杆，长度2600mm ，4分钢管制成，钢管底端砸扁并拧成麻花状(长度250mm)；钢管底端1.0m 长度内错开钻孔，孔径由大逐渐变小，前端孔径Φ=8mm ，后端孔径Φ=4mm ；锚杆底部采用一卷Z2950型树脂药卷锚固，并采用空心速凝水泥卷封孔，封孔深度为0.8m 。
④注浆锚杆株排距1700×1600mm ，中顶一根，分别向两帮均匀布置，每排7根，底角注浆锚杆距底板距离为97mm 并与巷道底板呈30°下扎角，其余注浆锚杆垂直于巷道轮廓线，外露50mm 。
锚锚注联合支护在刘店煤矿软岩巷道的应用张小磊（淮北矿业集团工程建设公司亳州煤业公司项目部）注浆锚杆：Ф20×2600间排距：1700×1600共7根二次支护锚杆GM22/3000-490800×800共16根Ф6@100二次支护金属网1700×900YMS17.8/6.3-1860间排距：2400×2400共3根一次支护锚杆共15根300×350壁厚及铺底100mmYMS17.8/4.5-1860间排距：2400×2400共2根锚-锚支护注浆图117摘要：由于煤矿生产条件和生产环节的复杂性，这对机电设备的安全运行提出了更高、更严格的要求。
据统计，在我国煤矿的固定资产总额当中，有55%-65%是机电设备和设施，所花费的工资、能耗、油脂、配件、维修费用等的总和要占煤炭生产成本的40%以上。
文章介绍了煤矿机电故障的类型及维修方式，并提出控制机电设备故障的预防措施。
关键词：煤矿机电设备故障维修预防近年来，中国经济有了突飞猛进的发展，但是大部分都是以能源消耗为代价的。
同时，煤炭需求也在不断增多，很多新兴的大型煤矿项目都开始立项建设。
国内矿井的生产尤其是大中型矿井的生产都在朝着机械化和自动化方向发展，产生了百人千万吨级的煤矿。
机电设施是构成施工生产的重要因素，在使用机械设施时，因为环境、工艺材料以及人为因素带来的影响，会一步步磨损零部件，使其出现断裂和变形、蚀损等，如果加大零部件的磨损程度，就会对设备的技术状态造成不利影响，进而引发各种故障。
故障的发生会降低设备的精度及功能，严重者破坏整机的使用价值。
1机电设备使用中出现故障的种类①损坏型故障：如压痕、开裂、烧蚀、变形、点蚀、龟裂、拉伤和断裂等。
②退化型故障：剥落、变质、老化和异常磨损等。
③松脱型故障：松动、脱落等。
④失调型故障：间隙太大或太小、行程失调、干涉以及压力不稳定等。
⑤堵塞与渗漏型故障：渗油、漏气、漏水和堵塞等。
⑥功能失效或性能衰退型故障：过热、性能衰退、功能失效等。
另外，设备故障包括三个阶段。
①早期故障期。
设备处在早期故障期，初期故障多发，但时间一长，故障发生频率自然就降低了，对于机械产品来说，早期故障期也叫做磨合期。
产品、系统的设计及制造的质量不同，磨合时间也存在差异。
磨合期产生的故障，主要是因为使用环境不适宜或是设计和制造时的缺陷所引起的。
②偶发故障期。
偶发故障期的设备，故障率基本稳定，且发生率最低。
该阶段的故障发生具有随机性。
所以可以说，设备在偶发故障期基本处于正常工作状态或最佳状态。
我们将该区段称为有效寿命。
不合理的设计和使用，加之错误的维修，是该区段设备故障频发的主要原因。
所以，为有效避免故障的发生，应该提升设计质量、加强监视诊断及维修保养，还要按照正确的方法使用。
③耗损故障期。
在设备使用后期，设备零部件经过长时间的腐蚀、疲劳、老化和磨损等，故障多发。
初期进行大修能减少故障的发生。
2故障原因分析及其步骤2．1进行故障分析，为的就是对故障的性质及引发故障的原因进行分析，但最主要的是为了搞清故障机理，采取相应的措施以对故障做一些改进，避免重蹈覆辙。
经过故障分析，查处故障发生的原因，通过设计选材、加工制造、装配调整、使用及保养等措施，大大增强机械产品的可靠性能。
2．2进行故障分析的过程中，往往由故障现象开始调查，分析故障现象查清故障机理，找出引发故障的因素。
因为现场条件限制了故障调查，可能观测到的故障现象比较笼统，比如离心泵的填料太热可能是某一零件的故障所致；如离心泵不吸水可能是某个部件的故障所致；如轴套或轴表面被破坏等。
所以，根据各种不同的产品结构层次，故障模式可以互为因果。
2．3故障原因分析属一门综合性学科，包括对测试、结构和系统的分析，以及与磨损、腐蚀、断裂和疲劳等多种学科相关的知识。
可按照下列步骤来分析故障：2.3.1现场调查的主要是故障产生的环境、时间、顺序等相关的数据及使用状态；故障现场照相或摄像；搜集并整理具体的故障记录、操作要求、验收及维修报告、设计图等与故障件相关的记录；初步检查、鉴别、保存、清洗故障件等。
2.3.2调查研究引发故障的因素及故障机理。
具体指的是对故障件的无损检验、性能试验、断口的宏观及微观检查等分析和调研；通过现场调查加上对断裂力学、强度和疲劳等的理论分析及计算，可以对故障发生的原因及故障机理做出初步诊断。
2.3.3当故障分析进展到一段时期或完成试验时，都要对测试数据、调查记录及相关资料、证词等，根据设计、材料、制造、使用等模式进行综合分析、集中归纳，最后作出判断并采取相应措施进行处理，以明确其是否存在问题，同时编制一份具有明确的结论的报告，报告中最好提出几点中肯的建议。
这样有助于资料的积累和相关经验的交流经验，从而促进工作的开展，必要时，调查结果也可作为避免索赔及法律仲裁的证据。
3煤矿机电设备的一般维修3.1维修的方式以及维修类型的分析3.1.1维修方式的分析设备的维修方式指的是准确把握维修时机。