摘要：因为能够主动管理顶板的锚网、锚索支护方式以其支护材质体积小、重量轻，对釆掘空间占用率低，支护费用低，现场操作简单便捷并能够与现代化的综掘设备配套使用形成高效快速机械化掘进，目前已成为井工煤矿各类巷道掘进管理顶板的主要支护方式。但是，由于各种因素导致掘进队掘锚支护的参数设置不够合理，造成完全应用锚网支护原理还不尽完善，个别情况支护参数与现场实际不符，致使巷道掘进顶板管理不到位，甚至发生巷道掘进顶板事故。本文就锚网、锚索支护的参数及原理作探讨，为避免巷道掘进过程中的顶板事故、提高巷道掘进效率和安全提出建议。
关键词：锚网；锚索支护；存在问题；对策
1．前言
锚杆支护技术长期以来在中国各大矿区井下巷道支护中被广泛使用，但在富水地质环境中，其反而会对泥化软岩变形产生一定促进作用，进一步增大巷道维护难度。锚网喷支护工艺，通过“锚杆十金属网十混凝土喷层”相互结合，具备“先柔后钢、先让后抗”的特点，十分适宜应用于富水地质环境下的破碎松散煤岩层巷道支护。
2．锚网支护的基本原理及存在问题
2.1锚网锚索联合支护的基本原理
（1）利用锚网锚索钢带联合支护，加固顶板整体性，起到组合梁、减跨、悬吊、紧固楔固作用。
（2）利用锚杆、锚索伸入巷帮的角度和与巷帮距离参数强化巷帮与顶板的连接，从而使组合梁、悬吊、减跨、紧固楔固真正起到作用。目前，锚网支护的原理一般总结为悬吊作用、组合梁作用、减跨作用、紧固楔固（铰拱形成整体）作用，只对锚网、锚索钢带支护作了片面总结。
2.2锚网支护存在的问题
（1）巷道锚网支护一般以巷道中间为重点，两边为辅，且垂直布置，没有形成倒三角形式，顶帮连接有效性差。根据实际情况，靠两帮的顶锚杆应向两帮方向给一定角度，形成倒三角形式，加强顶帮结合处连接的有效性。
（2）锚网支护一般为先考虑中间，后考虑两边，与被动支撑如点柱、木垛、支架的支护原理相一致，实际上其实恰恰相反，主动支撑应该先考虑两边然后向中间过渡。支护强度由两边向中间过度，可根据定量论证后，减少中间锚杆的布置量。
（3）利用锚网、锚索钢带联合支护过程中，没有明确强调靠近巷帮的顶板与巷帮连接的重要性，也没有具体说明，导致与单体支柱、木垛、支架等被动支护的原理混为一谈，在对松软的岩层构造的顶板进行锚网、锚索钢带联合支护后，由于没有重视顶帮的连接，经过锚网锚索钢带联合支护形成的组合梁作用在两帮的支点的作用力被弱化，而顶板被连成一体形成整体载荷增加，这样就会形成整体连续垮落，发生大的冒顶事故。试想，如果属于不稳定顶板类型，通过锚网支护以后，原来松软的、重量分布散落的顶板形成了一个重量庞大的整体，由于属于不稳定类型顶板，巷帮与顶板的交线会形成一个弱面，随着整体性的形成，重量的增加，弱面的粘合力不足以支撑整体顶板的重量时，就会形成整体性冒落，形成大面积顶板事故，有时会波及整条巷道。在一定条件下，不稳定类型顶板锚网支护过程中，如果没有重视顶板与巷帮连接和相互整体支撑，导致越是不稳定顶板，对顶板支护密度越大，则顶板形成的整体性叠加传递重压到巷壁反而增加冒顶风险，构成巷道掘进中的重大隐患。这是锚网、锚索支护方面一个很容易被忽略的重要问题。我国近几年发生锚网锚索钢带联合支护巷道大面积冒落的案例均属于此类型事故。
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3．高应力破裂岩体条件下锚网支护
3.1巷道断面设计
以某矿三采胶带下山（下）为例，巷道断面形状为直墙半圆拱形，掘进净宽度5000mm，掘进净高度4200mm，半圆拱直径5000mm，巷道断面S=18.31平方。巷道采用初喷浆为临时支护，永久支护选用“锚杆+金属网+混凝土喷层”联合支护技术。
3.2支护方案参数设计
（1）临时支护
采用初喷浆作为临时支护。放炮后，使用长把工具及时找掉危岩、活矸，找出巷道中腰线，测量断面尺寸是否符合设计要求，不符合时必须先进行处理，然后用水冲刷岩帮，对巷道进行初喷浆。初喷浆必须喷至迎头，喷厚不得低于30mm，外观平整、光滑。巷道过断层等顶板破碎带时，采用初喷浆配合前探梁进行临时支护。前探梁用Φ75×4000mm的2根钢管制作，配吊环、2块2000×200×50mm（长×宽×厚）柳木板共同组成，两根前探梁间距0.8～1.6m。用锚杆和吊链固定前探梁，每根前探梁配2个吊链（吊链用40T刮板链和8mm厚的钢板加工，一端开口，可根据现场情况调节长短）。吊环用配套的锚杆螺母固定，并上满丝帽，外露2～3丝。工作面放完炮后，先进行初喷浆后将吊链固定在永久支护最前排锚杆上，将金属网铺上，然后将前探梁插入吊环内，托起金属网，并用木板和木楔将前探梁压牢，然后进行其它作业。前探梁临时支护最大控顶距2.7m，最小控顶距0.5m。
（2）永久支护
采用锚网（索）喷支护，顶部及帮部均使用Φ20×2600mm高强预紧力锚杆，间排距均为800×800mm；在巷道两肩及正顶对称布置3根锚索配合300×300×16mm锚索盘加强支护，锚索使用Φ22×8000mm低松弛钢绞线，间距1.6m，排距2.4m（若顶板为泥岩，厚度超过6m时，排距1.6m）；在巷道左帮（面向迎头）底脚处及左帮底板向上1m处各布置一根锚索配合300×300×12mm锚索盘加强支护，在巷道右帮（面向迎头）底脚处布置一根锚索配合300×300×12mm锚索盘加强支护，锚索使用Φ18×4000mm低松弛钢绞线，排距2.4m。每根锚杆采用1卷MSCK2335型树脂锚固剂配合1卷MSZ2360型树脂锚固剂进行锚固，每根锚索采用1卷MSCK2335型树脂锚固剂配合2卷MSZ2360型树脂锚固剂进行锚固，将MSCK2335型树脂锚固剂放置在孔底，MSZ2360型树脂锚固剂放置在外侧。金属网采用Φ5mm钢筋编制的网孔100×100mm的经纬网，零搭接直联，反弯360°。喷厚80mm，喷射混凝土标号C20。铺底100mm，铺底混凝土标号C20。施工毛水沟规格：长×宽=300×300mm。5）锚网铺设完毕后对巷道进行全喷浆封闭，喷层厚度80mm，选用混凝土型号为C20。
3.3支护效果分析
巷道支护完毕20d后，采用ZKBY一IIA型顶板离层指示仪与ML于40拉力计对三采胶带下山（下）巷道顶底板和两帮移近量及锚杆受力状况进行监测分析。由监测结果可知，巷道顶板渗水、淋水现象显著降低，巷道变形相对稳定，变形量与变形速率相较之前大幅缩减，表明取得了良好的支护效果，巷道围岩变形获得有效控制。
4．结束语
总之，随着煤矿的采深不断加大，采矿工程的环境压力水平越来越高，由于巷道的服务周期长，巷道随时间变长压力加大，会有不同程度的变形，根据实际情况来采取各项有效措施进行处理，提高锚杆、锚索支护效果，减少底鼓、片帮顶板喷浆层掉渣离层等问题的发生，埋深大，高压力以及不稳定的方式，消除锚网支护巷道作业安全隐患，提高生产综合效率，实现合理的支护技术和支护方式尤为重要，要加大对巷道支护加强研究。
参考文献
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[2]胡建军，王金安.松软破碎煤层巷道锚网支护关键因素[J].采矿与安全工程学报，2008，02：139-143.
[3]马丁，杨波，卢洋龙，叶青.高应力破碎岩体巷道锚网支护的应用研究[J].有色金属（矿山部分），2013，04：53-56+60.
论文作者:许振鲁
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第18期
论文发表时间:2017/11/28
标签：巷道论文; 顶板论文; 锚固论文; 锚杆论文; 组合论文; 树脂论文; 不稳定论文; 《建筑学研究前沿》2017年第18期论文;