锚注支护在不良岩体中的应用_王孝义
锚注技术在深井软岩巷道中的应用
锚注技术在深井软岩巷道中的应用金希武;任金龙【摘要】叙述了锚注支护技术在口孜东矿千米深井等候室的应用,对注浆材料、参数及注浆工艺等进行了分析,实践证明该支护技术创造了较好的技术经济和社会效益.【期刊名称】《山西建筑》【年(卷),期】2011(037)019【总页数】2页(P74-75)【关键词】千米深井;锚注一体化;间隔式注浆【作者】金希武;任金龙【作者单位】国投新集能源股份有限公司口孜东矿,安徽,阜阳,236153;国投新集能源股份有限公司口孜东矿,安徽,阜阳,236153【正文语种】中文【中图分类】TU9420 引言随着大规模的矿山开采和采深的加大，深部高应力极软岩巷道支护问题日益突出，如淮北、淮南、龙口、徐州、铁法、肥城、枣庄等地区的矿区。
深部高应力极软岩巷道一般具有:1)巷道埋深大、受采动影响或构造应力大;2)围岩松软破碎、流变性大;3)来压时间快、初期变形量大、持续时间长;4)围岩遇水易于崩解、强度急剧降低等特点。
如采用不适当的维护措施，巷道围岩变形愈加剧烈，最终将导致巷道破坏，探索高应力极软岩巷道合理支护方式成为亟待解决的重大问题。
本文提出了以内注浆锚杆为核心的锚注支护体系，以解决深部高应力极软岩巷道支护难题。
近几年来，对软岩巷道、不良岩层巷道、软弱围岩巷道锚注支护问题进行了研究和工程实践，取得了丰硕的成果。
在现有研究成果的基础上，经过不断的探索和实践，成功地将锚注支护技术应用于支护十分困难的深部高应力极软岩巷道，较好地解决了这类巷道的支护问题。
1 锚注支护体系与砌碹、金属支架等被动支护相比，锚杆支护最大的优越性在于能及时主动地支护围岩，但锚杆支护的锚固力很大程度上取决于所锚岩体的力学性能。
在深部高应力极软岩巷道，围岩的可锚性较差是造成锚杆锚固力低和失效的重要原因。
锚注新型支护技术巧妙地将锚杆和注浆结合起来，利用锚杆兼作注浆管，实现“锚注一体化”。
可根据具体的围岩条件，选择如下相应的锚注支护体系:1)锚、网、喷、注联合支护:用于围岩极为破碎的情况下，巷道掘进或翻修时，采用这种支护体系。
锚注技术在深部开采复杂地质条件巷道围岩控制中的应用
锚注技术在深部开采复杂地质条件巷道围岩控制中的应用作者：***来源：《山西能源学院学报》2021年第04期【摘要】深部開采时巷道围岩受到较大地应力作用，围岩控制难度较大，特别是巷道掘进区域地质条件复杂时，围岩变形量大、控制困难成为制约巷道掘进、使用的主要问题。
5112轨道巷在掘进通过背斜构造影响区时，围岩变形量较大且未有收敛趋势，若不采取措施则面临较大的冒顶风险。
通过钻孔窥视发现围岩裂隙发育、破碎范围大以及锚索锚固端处于破碎范围边缘等因素是导致巷道围岩持续变形的主要原因，为此提出使用注浆锚索对围岩进行控制，通过注浆增强围岩承载能力及稳定性，并与巷道支护体系耦合实现围岩有效控制。
现场应用后，巷道顶底板、巷帮变形量分别控制在35mm、23mm以内，围岩变形整体较小，满足了复杂地质条件深部开采巷道围岩控制需要。
【关键词】深度开采;地质构造;围岩控制;注浆锚索;围岩注浆【中图分类号】 TD353 【文献标识码】 A 【文章编号】 2096-4102（2021）04-0013-03随着矿井采掘深度增加，煤炭回采时受到地质条件影响更趋明显。
深部开采时巷道围岩在高地应力、地质构造等综合作用下出现围岩变形严重、支护困难等问题，掘进巷道面临“先掘后修”“频繁修整”局面，不仅增加巷道支护、维护成本，而且给矿井回采安全带来较大威胁。
结合巷道掘进深度、地层情况以及地质构造发育情况对支护参数、支护工艺以及支护材料等不断更新，可更好地满足围岩控制需要。
近些年来，锚注技术在深度软岩巷道、复杂地质隧道围岩支护中应用逐渐广泛，通过锚注可提升围岩完整性承载能力，将锚索与巷道围岩耦合成整体，共同抵抗围岩变形，可满足巷道长时间使用需要。
1 工程概况山西某矿开采深度为715m，已进入深部开采。
5112轨道巷设计断面为直墙半圆形，净高×净宽=4.1m×5.4m，净断面积超过20m2，巷道主要用于5采区运输、通风等工作，设计掘进长度1860m，原设计采用锚网索+表层喷浆支护方式。
高强锚注支护技术在破碎围岩巷道围岩控制中的应用
高强锚注支护技术在破碎围岩巷道围岩控制中的应用
焦栓太
【期刊名称】《能源与节能》
【年(卷),期】2024()4
【摘要】山西A煤矿13089工作面运输顺槽掘进过F16断层,断层影响区域产生的破碎围岩导致巷道支护后围岩失稳。
采用数值模拟研究支护后围岩应变演化规律,研究结果可知,顶板来压30 d时巷道围岩失稳,顶板来压40 d时上部断层区域垮落形成沿着断层倾角方向空腔。
介绍了高强锚注支护技术工艺,对支护后的巷道进行顶板观测,观测结果可知顶板30 d最大位移量60 mm,巷道整体稳定。
【总页数】5页(P276-280)
【作者】焦栓太
【作者单位】山西晋能控股装备制造集团赵庄煤业有限责任公司
【正文语种】中文
【中图分类】TD353
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锚注技术在处理大断面硐室底臌中的应用
锚注技术在处理大断面硐室底臌中的应用【摘要】利用注浆锚杆支护技术，对三水平井底泵房硐室底部进行锚注加固修复，有效地控制了底臌，保证了硐室的稳定，取得了良好的技术经济效果。
【关键词】大断面硐室；注浆锚杆；底臌0 前言新建煤矿是一座设计年产200万吨的大型现代化矿井，三水平泵房硐室位-330m标高，顶板为18—2号煤层，煤层厚度达到15m，担负着三水平及将来延深排水任务，是与矿井一样主要的硐室。
由于受深部压力及采动影响，底臌严重，致使水泵基础被挤坏，发生严重变形，导致水泵无法正常工作，影响到整个矿井的排水，同时也影响到安全问题。
2007年采用锚注技术对三水平井底泵房硐室底部进行修复施工后，取得了良好的技术经济效果。
1 工程概况三水平泵房硐室规格：宽5.2m，高5.5m；长60m；标高-330叫垂深达550m；具体规格尺寸详见断面图1。
巷道顶板为18-2号层煤，由于抽放不及时，瓦斯含量高，煤质松软，另外由于该矿现在的采出格局是向盆底汇集，相应的矿山压力也就在泵房硐室这里得到了显现，巷道严重变形，因采取了锚网索支护，泵房硐室的顶、帮变形得到了有效的控制；但是底鼓对水泵基础的破坏，已经影响到排水，给矿井带来极大的危胁，若还是采取常规的混凝土发碹施工水泵基础，治标不治本，翻修率高，很难保证基础的服务年限，同时也解决不了底板底臌的问题。
图1 三水平泵房锚注图2 修复加固方案及参数选择2.1 修复加固方案以柔性密贴封闭围岩，稳压注浆胶结解理发育的松散复合围岩体，充分发挥围岩自身强度，不断提高围岩岩体强度、改变围岩应力状态，实现主动支护，达到有效控制巷道变形的锚注支护体系。
即先清理已开挖的浮岩，喷射混凝土，打注浆锚杆、挂钢丝绳、再喷射混凝土、注浆的软岩巷道支护施工方法。
以锚注为主体，改善了通常锚注支护，仅是注浆胶结软弱围岩、煤中弱面、裂隙等，以达到提高围岩自身强度为基本目的的巷道支护，而忽视了在锚注的实施过程中，采用带压浆液，改变了围岩自身的应力和被加固以外围岩应力场（深部或外部）应力分布状态的效果。
锚注联合支护技术在三矿巷道优化中的应用
锚注联合支护技术在三矿巷道优化中的应用摘要矿井支护设计的受力特性对于支架围岩关系具有重要的影响。
本文分析平顶山天安煤业三矿巷道受复杂地质构造影响,引起巷道变形破坏的原因，通过对不同巷道支护技术比较，指出采用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。
关键词原矿井和十号井；支护比较；支护效果；经济分析中图分类号td3 文献标识码a 文章编号 1674-6708（2012）59-0106-02平顶山天安煤业三矿有限责任公司始建于1955年10月，1957年12月31日投产，设计生产能力30万吨，经过54年的发展，随着采区的接替和开采的下延，深部矿井的垂青应力明显增大，构造应力复杂，地应力高，在高地应力作用下，开采采动地压的影响显现越来明显。
三矿原矿井和十号井由于受到采动压力的影响后，围岩变形加剧，围岩破坏严重,使巷道的支架随围岩的变形破坏而造成巷道断面缩小,影响矿井通风、运输的安全。
由于压力的关系造成巷道支架失稳变形压坏，使巷修维护周期短，原有生产能力已经不能满足客观要求，为此，特对三矿原矿井和十号井支护等系统进行优化。
1矿井项目概述三矿下辖两对矿井：原矿井和十号井。
原矿井伪顶为炭质泥岩，直接底板为砂质泥岩，顶板较平整、稳定，坚硬，易随回柱垮落，老顶初次来压不明显，但次后周期来压明显，伪顶易随煤冒落，不易管理，底板松软易底鼓，属中等稳定性顶底板。
十号井由丁、己、庚3个采区组成，直接顶板为l5灰岩，底板为砂质泥岩，灰岩顶板较平整，抗压强度大，不随回柱垮落，采空区悬顶时间长，常呈周期性垮落，初次来压明显，且较大，应属难冒落坚硬顶板，底板为泥岩时，遇水易变软，底板为砂质泥岩时，稳定性较好。
三矿原矿井和十号井巷道原均采用架棚支护,本次优化实验在项目研究的基础上，于2008年4月1日起开始动工，对原矿井和十号井采取锚杆锚索加注粉煤灰水泥浆锚注联合支护，优化工作2009年10月30日完工。
锚注支护技术在巷道修复加固中的应用
锚注支护技术在巷道修复加固中的应用摘要：随着煤矿行业的发展，巷道破坏面积加大，巷道修复加固就成了巷道的正常使用和生产的关键，需要采取不同加固的方法对巷道进行修复加固。
本文通过对锚注支护技术机理的分析，结合张集煤矿的巷道特征，选择合理的锚注参数，结合现场监测，得到合理的支护效果。
关键词：锚注支护加固可靠性巷道底臌中图分类号:TD356Supporting technical bolting roadway repairreinforcement in the ApplicationAbstract：With the development of coal industry, increase the area of roadway damage, the roadway repair roadway reinforcement became the normal use and production of the key, reinforcing the need to be taken different ways to repair the roadway reinforcement. Based on the supporting technology bolting mechanism analysis, combining the Zhangji mine roadway characteristics, reasonable choice bolting parameters, combining site monitoring, supporting reasonable results.Keywords：Bolting Support；Reinforcement ；Reliability；Reinforcement roadway floor heave1 前言近年来国内煤矿试验应用了一种注浆锚杆技术。
煤矿破碎煤岩体钻锚注一体化加固技术研究
煤矿破碎煤岩体钻锚注一体化加固技术研究煤巷锚杆支护技术的迅速发展和应用，给煤炭企业带来了巨大的经济效益。
锚杆支护成为巷道支护的一个主要发展方向。
但软岩给锚杆支护带来了一些难题，有时普通锚杆支护无法维护软岩巷道的稳定。
随着开采深度和广度的发展，出现了一大类极破碎围岩条件，它们共同的特点是整体性差、破碎、松散，普通锚杆支护困难；并且成孔困难，无法实现钻孔、后安装锚杆(索)的施工过程，锚注支护也相当困难。
钻锚注加固技术是锚注加固的一种特殊形式，是锚杆自钻锚杆和注浆技术的再次结合。
是注浆技术的又一次发展。
一、钻锚注加固机理破碎围岩巷道的破碎塑性区经过自钻锚杆注浆后，破碎结构的围岩被胶结成拱形连续体加固圈。
同时，自钻锚杆又起到悬吊、挤压等作用，使巷道围岩沿径向挤压的压力转化成切向压力，防止围岩松动范围的进一步扩展，从而使巷道径向应力减小到仅用较小的支护阻力就能使围岩长期处于稳定状态。
以下从各个方面说明钻锚注支护加固机理。
1自钻锚杆钻进后，不抽拔出杆体。
使钻孔内壁自由空间小，从而使钻孔对围岩的破坏减弱。
同时，解决了钻孔塌陷给施工造成的不利。
2自钻锚杆注浆加固的巷道，可利用浆液形成的胶结体封堵围岩裂隙，隔绝空气，防止围岩风化，且能防止围岩被水浸湿而降低围岩的本身强度。
3凇散破碎岩体经自钻锚杆注浆后，在注浆范围内破碎岩块和锚杆胶结成整体，提高了岩体的内聚力、内摩擦角和弹性模量，从而提高了岩体强度，实现利用围岩本身作为支护结构的一部分。
前苏联的研究资料表明，注浆后砂岩强度增加50％-70％，细砂岩和泥质岩增加2-4倍，岩石强度增大时支护载荷减小2/3-4/5。
4注浆后使得作用在拱顶的压力能有效地传递到两墙，通过对墙的加固，又能把荷载传到底板；同时由于组合拱厚度的加大，能减小作用在底板上的载荷集中度而且减小底板岩石中的应力，减弱底板的塑性变形。
减小底臌量。
而底板的稳定，有助于两墙的稳定，在底板、两墙稳定的情况下又能保持拱顶的稳定。
简述锚注支护在矿井的应用
【 关键词 】 过采 空区； 钻孔 ； 注浆 ； 加 固围岩 ； 保证安全掘进 ； 杜绝 自然发 火隐患； 减 少巷道维修量 ； 节约成本
０ 概 述
本掘进面为石 门掘进巷道 ． 位 于我矿井 田西部 ． 划分为 西七采 区。 本区 Ｂ ７ ｂ 、 Ｂ ９ ｂ 煤层 分别 采至一 ４ ２ ６ ． ７ ｍ 、 一 ４ ２ ５ ． ９ ｍ标 高 ； Ｃ １ ３ 煤 层一 ５ ３ ０ 水平以上均 已全部 回采完毕 ． 回采至一 ５ ２ ４ ． １ ｍ标高 ： Ｂ １ １ ｂ 煤层一 ４ ０ ０ 水 平 以上 全部 回采 完毕 ． 一 ５ ３ ０ 水平除 西五采 区 ３ 号石 门以西第 一阶段 （ 一 ３ ７ ９ ． ０ ｍ ～４ ２ ２ ． ８ ８ ６ ｍ标 高 ） 作 为地质损 失未 回采 ． 其余 已 回采 完毕 ， 力： 所 有注浆孔注浆压力正 常为 Ｏ ． ３ Ｍ Ｐ ａ 最 大不得超过 Ｏ ． ５ Ｍ Ｐ ａ ． 注浆 回采至一 ５ １ ２ ． ６ ｍ标 高：本 面位 于西五采 区 Ｂ ｌ ｌ ｂ 、 Ｃ １ ３ 煤 层双重采动影 量 以压力达 ０ ． ５ Ｍ Ｐ ａ 或注不进去为止 ： ⑤注浆造成孔 口或周 围附近大 响范围内． 且 本面掘进将先后穿过 Ｂ １ ｌ ｂ 、 Ｃ １ ３ 煤层采空 区。 量漏浆 时， 必须采用间歇式注浆 ． 间歇时间为 １ Ｏ ～ ３ ０ 分钟 ． 间歇期 间对 漏浆 处喷浆堵漏 ． 并应注双液浆 ： ⑥每次注浆前 要检查管路连接及设 １ 支 护 方 式 的选 择 备 的完好情况 ， 确保在完好 、 安全可靠的状态下施工 ． 且输浆管与注浆 根据 本面掘进所处 地质条件 ． 巷道 掘进过 程中将先后穿过 Ｂｌ 】 ｂ 、 管、 注浆 泵接茬处必须各按一个 闸阀控制 ． 每次 注浆 完毕撤除输浆管 Ｃ１ ３煤层采空 区 ． 且受西 五采 区 Ｂ１ １ ｂ 、 Ｃ１ ３煤层双重采动影响 。 由于先 时必须待注浆泵停止运转后再将两闸阀关闭后方 准撤 除输浆管 ． 必须 期煤层开采破坏 了岩体 的原 始应力 场． 使 得采 场围岩 和采空区的应力 待 ２ ４ 小 时后方准撤除孔 口闸阀防止孔内浆液 喷人 ：⑦每次注浆结束 发 生变化并重新分布 ．从 而引起 围岩尤其是采 空区上覆岩 层发生变 后 ． 必须用清水 冲洗注浆泵及管路 ， 保证设备管路 清洁 。 形、 开裂及破坏 若单单 采用原有的 ｕ型棚 支护工艺 ， 将存 在以下安 （ ４ ） 注 意事项 ： 全 隐患 ， 不利 于安 全生产 。一是 ， 顶板煤 （ 岩） 松散破 碎 ， 难以进行支护 ① 打设 注浆孔时 ． 必须对巷道 周边进行封 闭式 喷砼 管理 （ 为 防止 管理， 多发生抽冒 ， 不利于安全掘进 ； 二是 ， 采空区内存在裂隙 ， 易造成 岩面有裂隙 ， 后 期注浆时 出现漏浆 现象 ） ． 喷砼强 度等级 Ｃ ２ ０ ． 喷砼厚 采 空区 内自燃发火 ， 增 加通风防火 隐患 ； 三是 ， 巷 道受采动影 响 ， 后期 度一般控制在 ５ ０ ａ ｒ ｍ左右 ： ②对局部掉顶较高段 ， 注浆管要适 当加长 ： 掘 进时巷道受 压影响 ． 若 单单采用 ｕ型 棚支护 ． 容易 出现损坏 变形 ， ③打设 注浆孔时严格执行敲帮 问顶制 度 ． 浮矸危石 清理干净 ． 锚注孔 增 加巷道 后期 维修量 为 了杜绝此类安全 隐患 的发生 同时减少后期巷 方 向要 与巷道轮廓垂直 （ 底孔除外 ） ；④各管路连接要采用专用连接 道 维修 量 、 节约材料成本 、 提高经济 效益 ． 确保安全 ． 故采用在 掘进过 销 ， 不可用铁丝 固定 ； ⑤打 眼时 ， 操 作人员要躲开 眼 Ｅ ｌ 方 向． 站在安全 采 空区之 前 ， 向采 空区打设钻孔 ． 通 过注浆泵 向钻孔注入 水泥砂浆 ， 通 侧 面 ， 扶机人员要躲开眼 口方 向； ⑥为防止断钎伤人 。 推进风锤不要用 过 水泥砂浆 的凝结作 用使 得松散 、 变形的 围岩胶 结成一整 体 ． 改变 了 力过猛 ，更不能横 向加压 ：⑦打设 的注浆管要 用铁 丝 固定在 ｕ型棚 围岩的松散状态 ． 提高 了岩体 的内摩 擦角和 内聚力 ． 从而提 高了岩体 上 ： ⑧掘进架 ｕ型棚过采空 区期 间为避免 围岩凝 结效果 出现异常 ． 必 的强度和围岩 的整体 稳定 性 ． 使得破 碎的顶板连 接成整体 ， 为后期掘 须采用 掘一棚架一棚 ， 人工进行掘进 ， 严 禁机械进行架棚 ： ⑨架棚过程 进创造 了有利 条件 中要备有一定 的防抽 冒材料 ． 以防顶板出现异常
锚喷锚注技术在巷道修护中的应用探究
锚喷锚注技术在巷道修护中的应用探究【摘要】由于采动、矿压、地质等因素的综合作用，巷道将表现为不同程度的变形破坏形式。
为了使巷道围岩移动或变形得到有效控制，应在巷道断面采取合理的支护方式。
近年来，锚喷锚注技术在巷道修护中得到广泛应用，本文以顾北矿第一水平皮带机运输巷为例，来说明锚喷锚注技术巷道修护中的优越性。
通过巷道围岩变形观测表明，锚杆锚索联合支护在修护巷道中具有很好的支护效果。
【关键词】巷道修护；锚喷锚注技术；巷道变形1 工程概况顾北煤矿位于安徽省凤台县西北约23Km处，行政区划隶属凤台县顾桥镇。
井田南北走向长约7.5Km，东西倾斜宽4.5～5.0Km左右，面积约36Km2。
矿井储量约为646146.8kt，设计服务年限为68年。
该矿井首采区位于第一水平，标高-648m，开采13-1煤层，煤层倾角较小，平均为6°左右。
第一水平皮带机运输巷布置在煤层内，断面形状为直墙半圆拱，支护形式为架棚，净宽5808mm，净高4530mm，净断面面积21.7m2。
受多种因素影响，矿压显现明显，巷道变形破坏程度高，修护工作量大。
为了有效防止巷道变形并控制修护成本，使得巷道维持较长时间的稳定抗变形状态，经分析研究，在皮带机运输巷受损段采用锚喷锚注技术。
2 巷道变形破坏程度与原因分析2.1 巷道变形破坏形式（1）巷道两帮挤压。
两帮挤压使巷道两侧的墙体出现内收、肩部张裂错动等现象，引起支护破坏、断面缩小等。
严重变形段两帮位移量≥450mm，受损长度约8m。
（2）底鼓。
由于该段巷道所处位置底板岩性较为松软，作用于巷道顶板上的作用力经巷帮传递至巷道底板，从而使巷道底板出现变形引起底鼓，平均累计底鼓量约300mm，最大底鼓量达450mm。
2.2 巷道变形与破坏的主要影响因素分析通过结合变形机理与巷道布置分析，认为有以下几个因素综合影响。
（1）开采深度。
皮带机运输巷所处水平标高-648m，由于巷道上覆岩层自重与原岩应力的作用，使得巷道顶板承受较大的支承压力，在支护薄弱或支护不到位地段，容易引起巷道出现围岩破坏现象，从而使得巷道发生较为严重的底鼓与两帮变形。
桃园煤矿二水平泵房围岩锚注加固技术
常使用 ， 须进行 卧底维修， 随之使帮脚 内移 。 但 加剧了泵房砼
碹 肩部 的大 面积 帮裂， 也在横梁上产生了很大挤压力， 致使横 梁严重 弯曲 。在集中力和底臌 的作用下 ， 软岩硐 室 的实 际承 载能力较低 。只有理论承载能力的 １ ～／。这是软岩硐 室严 ／ ２５ ５
重 破 坏 的主 ห้องสมุดไป่ตู้ 原 因
变为整体结构， 使岩体强度显著提高， 从而大大提高围岩 的 白
承能力 。 同时大大改善原支护的受力状况， 提高原支护的承载
能力 。通过锚杆将注浆加 固圈与锚带 网索喷组合在一起形成 共 同承载体系， 大幅度提高支护系统对 围岩的阻力 。
式， 作为矿井深部开采水平 的核心硐室 ， 其维护状况好坏对矿 井意义重大 ， 但上述硐室掘出不到一年 ， 就产生了变形和破坏 ； 马头门采用 ５ ０ ｍ厚 的钢筋混凝土碹作永 久支 护的区域 ， ５ｒ ａ 仍
２ 破 坏原 因及 加 固措 施
一
般 造 成 巷 道 失 稳 破 坏 的 主要 原 因有 两 个 方 面 ： 是 岩 一
性， 二是支护 围岩关系差 。由于施工初期， 碹体与围岩间留下
大量空隙， 致使碹体受集 中载荷， 大大降低其承载能力 。 底臌
严重是 软岩巷道变形与破坏的重要特征。为了保持泵房 的正
稿） ， 锚注后的岩体质量可提高一个级别。 泵房锚注后 围岩由软
闭裂隙阻止水对 岩体 的侵蚀， 使岩体强度显著提 高， 从而大大
提高 围岩的 自承 能力 。同时巷道围岩的充 填改善 了原支护 的
受 力状 况 ， 且 这 种 方 法 不 影 响 泵 房 的 正 常 运 营 ， 于 实 施 ， 而 易
７ｋ。 ０ ｇ 深孔注浆共用了 ２ ８根锚杆， ２ 共注了 ５５ ０ ｇ水泥， ３３ｋ 平 均每孔注 了 ２ ７ ｇ ３ ｋ 。其 中注浆量最大 的孔注 了 ｌ０ ｋ Ｏ ０ ｇ水泥 。
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中国矿山工程
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锚注支护工艺特点
锚注支护作为金川矿区岩体工程中的一种刚
强度 都 出 现 明 显 降 低 的 区 域 # 一 般 不 能 自 稳 # 是 巷 道支护的对象 ’ 锚杆锚入围岩后 # 在次承载区内形 成压 缩 拱 承 载 结 构 # 起 到 辅 助 围 岩 稳 定 作 用 & 在 主 承载区则形成挤压加固结构 # 是围岩稳定的主要因 素 ’ 在巷道支护过程中 # 主承载区的稳定对次承载 区的稳定将产生一定的影响 # 而次承载区能够起到 提高主承载区稳定性的作用 # 主次承载区相互协调 作用 # 决定了巷道围岩的最终稳定性 ’
文 章 编 号!
传统的支护理论 * 先柔后刚 % 先让后抗 + 的最典型的代表 形式 % 就是一次喷锚网支护加二次浇灌混凝土支护 ( 实践证 明 % 这种支护形式符合金川矿区地应力特点 % 能有 效维护井 巷工程的稳定 ( 但二次支护时机掌握难度较大 % 施工工序比 较复杂 % 质量控制缺乏有效的手段 % 成本费用也较高 ( 其它与 此相类似的支护形式如一次喷锚网支护加二次 网构钢架喷 浆 )一次 S 型钢拱架加二次浇灌混凝土支护等都存在与上述 支护形式相似的缺点 ( 经过一系列的实践和试验 % 证明锚注支护是建立在岩石 力学原理基础之上的一种较为新颖 ) 科学 ) 经济的支护方法 % 比较适应金川二矿区软弱岩体工程围岩应力特点 (
L
前言
金川矿区不良岩体工程中的井巷支 护技术长期 困扰矿
区的建设 ( 1& 世纪 R& 年代以后 %多家科研机构 )高等院校和 一些企业经过二十余年的努力和联合攻关 % 基本掌握了金川 矿区的地质结构构造和围岩应力特点 % 并通过一系列的科学 测试和监控 % 对复杂应力状况下的软弱岩体巷道支护提出了 系统的指导性意见和结论 ( 随着生产力水平的不断提高和市 场经济的发展 % 一直沿用了十多年的维护软弱岩体稳定的传 统作法 % 显示出一定程度的局限性 % 主要表现为工序复杂 % 可 操作性差 % 成本费用高等 ’ 而且 % 由于其施工工效较低 % 维护 和返修比较困难 % 已难以适应现阶段金川二矿区的现场实际 和生产需求 % 需寻求一种更新和更实用的支护理论和方法来 适应现阶段的管理水平和生产力发展 (
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中国矿山工程
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锚注支护在不良岩体中的应用
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王孝义 &金川集团公司监理公司 %甘肃
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锚注支护的基本原理和设计
锚注支护的核心内容包括锚杆 ) 喷射混凝土及
注浆 # 对其力学作用机理的定性和描述是正确进行 设计和施工的基础 ’
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锚注支护的基本原理 锚注锚杆的作用 !&"浆液输送 ’ 对锚注锚杆而言 # 将浆液导于岩
体内是其主要作用之一 ’ !!" 组合梁与悬吊梁 ’ 组合梁主要指在层状岩 体中锚入锚杆后# 将若干岩石锚固在一起组成厚 梁#以 提 高 岩 层 的 承 载 能 力 &而 悬 吊 梁 则 主 要 指 在 块状或裂隙岩层中锚入锚杆# 可以把松散的岩体 $ 悬吊 % 在稳定的岩体上 # 亦可以把节理切割的岩体 联结在一起 # 阻止其沿弱面转动或滑移 ’ !$"挤压与加固 ’ 预应力锚固群锚入围岩后 #在 其两端附近岩体形成圆锥形压缩区 # 按一定形状和 间距排列的锚杆 # 在预应力作用下形成一个均匀压 缩带 # 其 内 岩 体 处 于 三 向 应 力 状 态 # 从 而 提 高 了 围 岩的强度 & 无预应力的锚杆 ’ 如在二矿区广泛使用的 水泥卷锚固锚杆 ( # 由于其在岩体内前后两端围岩的 位移量不同而使锚杆受拉 # 同时锚杆的约束力使围 岩的锚固区径向受压 #从而提高了围岩的强度 ’ !%" 主承载区与次承载区协调作用提高了岩体 工程强度 ’ 这是指导锚注支护的最基本理论 # 一般 情 况下 # 在 巷 道 开 挖 及 滞 后 支 护 的 过 程 中 # 在 巷 道 周围将形成应力的大小及状态完全不同的两个区 域 # 即压缩区和松动区 ’ 压缩区承担着围岩转移过 来的 主 要 载 荷 # 为 主 承 载 区 & 松 动 区 是 应 力 和 岩 体
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喷层的作用 !& " 防 护 加 固 围 岩 # 提 高 支 护 层 抗 压 ) 抗 剪 能
力’ 喷层能有效防止围岩潮解风化产生剥落和膨 胀#避 免 裂 隙 中 的 充 填 体 流 失 #防 止 围 岩 强 度 降 低 并加固胶结节理裂隙 # 提高围岩强度 ’ 适当厚度的 喷层 # 能 使 支 护 层 的 表 面 力 学 性 质 达 到 抗 压 ) 抗 剪 的最优状态 ’ !!" 改善围岩和支架的受力状态 ’ 含有速凝剂 的喷射混凝土浆液在二至三十分钟之内凝固后 # 可 及 时向围岩提 供 ’ 或增加 ) 支 护 径 向 抗 力 # 使 围 岩 表 层岩体的二向应力状态变为三向应力状态 # 提高围 岩强度 ’ 由于喷层是一种柔性支护 # 还可以允许围 岩因趋于平衡而产生的有限位移 # 并可发挥自身对 变 形的 调 节 作 用 # 逐 渐 与 围 岩 协 调 变 形 # 进 而 改 善 围岩 应 力 状 态 # 降 低 围 岩 应 力 # 充 分 发 挥 围 岩 自 承 能力 # 使应力均匀分布 # 避免应力集中 ’
性永久支护方式 # 是建立在一次喷锚网支护能成功 维护 巷 道 围 岩 短 期 稳 定 基 础 上 的 # 也 符 合 $ 先 柔 后 刚%的 基 本 思 想 &作 为 永 久 支 护 形 式 而 一 般 不 作 为 临时支护 # 主要取决于其施工工序的难易程度介于 喷锚网支护和浇灌混凝土支护方法之间 # 而金川矿 区掘砌工程 中应遵守的 基本原则之 一是 $短 掘 短 砌 %#围岩开凿后长时间暴露将导致许多不良后果 ’ 锚注支护施工的工艺特点是 ( 在一次喷锚网支 护结束后 # 通过安设空心锚杆将中高压浆液注入巷 道围 岩 裂 隙 内 # 改 善 支 架 的 受 力 状 态 # 提 高 支 护 体 强度和围岩的自承能力# 再通过常规的锚喷网手 段 # 进一步补强支护体 # 从而达到永久支护目的 ’
要 " 一般选取锚杆长度为 (-."!-)+ $
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原始应力状态 ! 水文地质条件和工程性质等多方面 因素 " 因 此 " 本 文 仅 以 金 川 矿 区 最 为 常 见 的 大 理 岩 组为基本条件 " 并结合现场实际情况给出锚注支护 的一些基本参数 #
)!* 锚固材料 + 依据锚固力的要求 " 同时考虑后 期注浆的要求 " 锚杆锚固选用空心的锚杆水泥卷 " 水泥卷凝固后其抗拉强度可达到 /.01 $
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锚注支护设计 锚注支护设计的主要任务是针对工程围岩的
自然条件和工程性质选择适宜的支护材料 # 确定合 理的支护结构参数 # 使支护作用既能充分发挥围岩 的自承能力 # 又不在产生影响井巷工程正常使用的 范围内 ’ 由于围岩的应力状态取决于其结构类型 )
第!期
王孝义 +锚注支护在不良岩体中的应用
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注浆浆液的作用 高压浆液进入岩体裂隙和节理面后 # 能有效地
将岩体内的裂隙和节理粘固为一个相对均匀的承 载体 # 将 围 岩 松 动 区 和 压 缩 区 胶 结 在 一 起 # 使 整 个 围岩承载区形成一个应力均匀分布的压缩拱 # 共同 承 受围 岩 应 力 # 避 免 应 力 集 中 # 创 造 共 同 承 载 的 条 件 & 同时 # 浆液将围岩裂隙或节理封闭后 # 可防止岩 块或层岩继续沿节理面转动或滑移 # 从而提高岩体 的整体强度 #增加自稳能力 ’ 锚注支护的作用机理是锚杆 ) 喷射混凝土支护 层和注浆作用的综合和相互补充 # 锚注支护方式和 方法符合围岩与支架共同作用原理与主次承载区 协调作用原理 ’
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中图分类号 !,-*)*./) 文献标识码 !0 收稿日期 !1&&+%&*%&’ 修订日期 !1&&)%&*%*& 作者简介 ! 王孝义 "!"#$% $% 男 % 甘 肃 陇 西 人 %!"&’ 年 毕 业 于 东 北 工 学 院 采 矿 系 & 现 东 北 大 学 $’ 高 级 工程师 ’ 从事矿山施工监理工作 (