摘要：在煤矿发展过程中，胶带巷极破碎软岩容易出现形变，严重影响了工作的安全性。文章主要以某煤矿为例对胶带巷两帮和底板采用探地雷达松动圈测试，从而获取了巷道围岩松动圈范围和破碎的状况，采用预留变形量让压、初次全锚索网喷支护、深浅孔注浆加固、底角锚注加固组成的锚注联合支护体系，取得了良好的效果。
关键词：破碎围岩；松动圈；注浆加固
煤矿企业在我国发展过程中占据着重要地位，在实际的煤矿企业开展过程中，如果围岩应力大于围岩强度，就会出现不同程度的破坏，从而使得巷道的围岩发现形变，对于此种现象称之为松动圈。在松动圈形成过程中，碎胀力是巷道支护是其主要的荷载，松动圈范围受到地应力和围岩强度的影响，如果松动圈越大，支护施工难度越大，当松动圈达到1.5m，对松动圈的支护称之为软岩支护技术。锚杆的支护原理是在不同状况的松动圈中也各不相同，如果没有松动圈、中等松动圈、大松动圈时锚杆的工作原理是：无支护作用、起悬吊作用、组合拱作用。某煤矿在长期发展发展过程中，通过不断的研究分析，提出了大松动圈软岩巷道全断面锚索支护加注浆加固联合支护技术体系，并且在不断的实践过程中取得了良好的效果，能够保证大松动圈软岩巷道围岩的稳定。
一、松动圈现场状况分析
该煤矿企业胶带巷的断面呈现出矩形，工作人员原定设计采用全断面锚索、金属网支护技术，巷道设计断面宽度为5.5m，高度为4.5m，掘进断面24.75㎡；净断面的宽度为5.3m，净高度为4.35m，净断面面积为23.6㎡。巷道沿着3号煤层顶底板进行设置，3号煤层的平均厚度为5.5m，其倾斜角为1-8°，单轴抗压的平均强度为9.15MPa。巷道采用全断面锚索支护，全断面锚索支护使用直径为22mm×19股高强度低松弛预应力钢绞线制作而成，顶板的锚索长度为8.4m，两帮锚索的长度为5.4m。
3号煤层的基本顶为细粒砂岩。厚度为2.3m，单轴抗压强度为78.3MPa，直接顶属于砂质泥岩，其厚度为9.7m，单轴抗压强度为39.6MPa；伪底为砂质泥岩，厚度为0.4m，单轴抗压强度为22.1MPa，老底属于炭质泥岩，其厚度为10.4m，单轴抗压强度为38.0MPa。
二、锚注联合支护技术方案设计
工作人员依据现场的实际情况，通过研究分析决定采用全断面锚索网喷支护加深浅孔注浆联合加固技术，具体的施工如下：
1.全断面锚索网喷支护
在巷道开始掘进以后，围岩在原有地应力的作用下，就会产生一定的重力分布。围岩由三向应力状态转变为双向应力状态，应力状态出现一定程度的转变，就会导致围岩强度降低，应力场在重新分布以后如果应力大于围岩的强度，就会导致围岩出现形变。对于此种现象，工作人员采用高强锚索施加预紧力能够实现对局部围岩状态的改变，并且还能限制围岩发生大规模的形变。在前期的支护工作中，采用原全断面锚索网喷支护形式，预应力锚索采用1×19钢绞线制作而成，其直径为22mm，顶板的锚索长度为8.4m，预应力不能低于250kN，间排距为1150×1200mm，两帮锚索的长度为5.4m，工作人员采用释放内部高应力，允许巷道两帮可以发生不同程度的形变，对帮锚索施加低预紧力，前期设计为20kN,帮锚索的间排距为950mm×1200mm。
全断面锚索在施工完成以后，工作人员应该及时喷射混凝土对围岩进行封闭，此处所使用的混凝土等级为C20，配合比为1:2:2，掺入3-5%的速凝剂，喷射厚度为100mm。
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2.两帮锚索二次张拉
巷道在前期支护工作完成以后，还应该积极的对巷道两帮的形变进行监测，如果形变达到150mm，工作人员应该依据巷道两帮锚索预紧力对锚索进行二次张拉，保证锚索的预紧力能够达到250kN，在两帮锚索二次张拉施工完成以后，应该积极的对巷道进行全面的二次注浆加固施工。
3.低压浅孔注浆
巷道围岩在两帮锚索进行二次张拉施工以前，就已经出现了不同程度的形变，围岩内部已经出现较小的裂缝，此时围岩具有良好的可注性，两帮锚索进行二次张拉施工完成以后，施工人员应该积极对巷道围岩进行低压浅孔注浆，能够有效的提高壁厚围岩的强度。注浆孔间排距为1200×1200mm，注浆所采用的管道直径为35mm，长度为1000mm。孔径的直径为45mm，孔的深度为2500mm。在全断面注浆管的安装工作完成以后，施工人员可以进行喷浆，厚度为50mm。注浆所使用的浆液为单液水泥－水玻璃浆液，配置比例应该控制在0.8-1.0之间，注浆的压力应该控制在2MPa,
4.高压深孔注浆
高压深孔注浆能够进一步对围岩进行加固，保证载体的有效性。在高压深孔注浆施工中，都采用的是浅孔注浆管，在浅孔注浆施工完成凝固以后，施工人员可以进行深孔注浆。在注浆施工中，从注浆管打深孔注浆，孔的直径为28mm，孔的深度为5000m。渗透注浆使用52.5级普通硅酸盐水泥，将其水灰比控制在0.5-0.6，同时，还可以加入水泥量为0.7%的NF高效减水剂。另外，需要注意的是如果围岩中出现的裂缝较小，不能进行深孔注浆，就可以采用超细水泥制作注浆材料，从而能够保证施工的顺利进行；在施工时，应该将注浆的压力控制在3-5MPa。
5.底角加固
巷道围岩应力在从新分布以后，底角都会出现应力较为集中的现象，十分容易发生损坏，因此，选择使用灌浆锚索和注浆锚杆巷道的底角进行加固。底角灌浆锚索与顶板锚索的尺寸一样，并且和其他锚索放置在相同的断面内，锚索孔的直径为80mm，自由段的长度为3000mm，预紧力大于250kN裸露部分为大于300mm，锚索向下倾斜的角度应该大于30°。在灌浆施工中，浆液采用52.5级普通硅酸盐水泥制作而成，将其水灰比控制在0.5-0.6之间，同时，还要将入掺加水泥量0.7%的NF高效减水剂。底角灌浆锚索施工的时间为巷道二次注浆加固支护施工完成以后进行施工。注浆锚杆采用自钻式中空内注浆锚杆，锚杆的直径为25mm，长度为3500mm，自钻锚杆一次性钻头的直径为46mm，将其和注浆管设置在同一断面。
三、总结
综上所述，在煤矿发展过程中，积极对围岩松动圈锚注联合支护技术的应用进行研究分析具有重要作用，不仅能够提高施工质量，而且还保证煤矿企业的安全。在围岩松动圈锚注联合支护技术应用，施工人员应该积极对施工材料、施工设备、施工工艺、施工细节等进行控制，针对可能出现的问题制定有针对性的措施，才能保证围岩松动圈锚注联合支护技术的利用能够达到良好的施工效果，促进我国煤矿企持续发展。
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论文作者:刘远
论文发表刊物:《基层建设》2016年24期8月下
论文发表时间:2016/12/6
标签：围岩论文; 巷道论文; 断面论文; 注浆论文; 应力论文; 底角论文; 煤矿论文; 《基层建设》2016年24期8月下论文;