摘要：根据相关研究表明，我国很多矿山巷道主要岩层结构多为软岩，软岩巷道具有稳定性差和容易变形等缺陷，当矿山软岩发生坍塌等事故就会对矿山安全生产造成很大的威胁，影响矿山经济效益。故本文中提及的矿山开采的技术主要是针对软岩的巷道支护技术，软岩巷道支护措施应用是否得当，是直接影响矿山开采能否顺利进行的关键。本文将主要探讨采矿工程中的锚喷支护技术，并提出了几点质量控制措施，以供参考。
关键词：采矿工程；锚喷支护；质量控制
近年来，随着地下矿山开采深度的增加，矿山面临着越来越多的支护难题，尤其是对于软岩巷道，因其岩体较软，巷道极易发生变形。因此，对于此类巷道的支护技术研究就显得尤为重要。
1软岩巷道支护变形的主要原因
高应力作用下的软岩巷道支护是矿山开采中主要问题之一，巷道顶板以及片帮等不稳定会直接影响巷道的安全，巷道两边的下沉或移动易导致巷道两侧变形严重，巷道顶板受高应力的影响处于未保护状态，随着开采的深入，顶板岩层的水平应力增加，容易出现变形的情况。若挖掘处于倾斜方向，会出现顶板破坏的情况。因此，高应力是影响围岩巷道变形的主要原因。软岩自身具有遇水膨胀和松软的特性，在巷道开挖后要确保围岩特性不受影响，预防围岩松动，做好围岩支护，与此同时加强对顶板的维护。此外，巷道软岩具有风化的特点，开挖后要及时喷射混凝土支护，通过注如混凝土即可防止风化，又可以防止围岩松动。软岩变形持续时间较长，在支护方式的选择上，可以选择二次支护或多次支护的原则，防止围岩变形扩大。矿山开采岩体受到破坏后，巷道围岩的裂缝不断扩展，硬岩巷道可以随着支护强度的不断增强控制松动，但软岩巷道则对支护方式有很高的要求，因此软岩巷道支护的关键是改善围岩自身的承受强度。
2临时支护特点和必要性
掘进巷道的临时支护是以避免掘进端在作业面超前支撑压力和倾向支撑压力的联合作用下发生围岩变形、破坏为目的。其主要特点有：使用周期短、紧随作业面、大部分能够重复利用等。为了保障掘进作业面作业人员的安全，规避空顶作业的发生，在掘进面开展临时支护十分必要。但具体支护形式的选择必须充分参照现场地质条件，选择成本经济、安全有效的支护方法，其中较为常用的临时支护方法有：梯形金属支架支护、拱形金属支架、锚喷支护和锚杆网支护。只有有效的、高质量的支护方式，才能确保软岩巷道掘进施工安全，避免发生安全事故。因此，有必要对软岩巷道进行临时支护。下文中将重点对锚喷支护技术进行论述。
3锚喷支护作用机理
如图1，锚喷支护对巷道的主要作用有三种，①、填充作用：喷浆时，砂浆与细骨料在喷浆机的泵送压力下压入岩石的节理裂隙中并产生一定的胶结作用，从而有效阻止岩石发生移动与滑落；②、支撑作用：喷射混凝土层能够将松动且易塌落的岩块与稳固的岩石进行黏结，并形成一个完整的整体结构，从而发挥其整体支撑作用；③、封闭作用：喷浆层可以封闭岩面，从而防止水及风化等作用对围岩的破坏。
图1锚喷支护作用机理
4软岩巷道中锚喷支护技术的应用
4.1底板支护
某皮带巷底板采用直径为20mm，长为2.4m的高强锚杆，布置间距为700mm×700mm，要求锚固剂配合水泥浆全长锚固，具体工艺流程为：首先在打好的钻孔内放入MSK2550锚固剂两根，然后在孔内注入水灰比1：1的水泥浆（水泥浆注满钻孔，且水泥浆内加入速凝剂，速凝剂用量是水泥的5%～8%），然后进行锚杆锚注，锚杆预紧力为80kN。后反底拱用C20的砼初喷100mm，复喷喷浆50mm，平整度≤50mm，反底拱喷浆至煤岩交界面以上200mm（见图2）。巷道底板锚网支护有效地防止了底板所属围岩压力的进一步释放，更好地保证了其完整性；锚网后两次喷浆不仅进一步实现了底板的整体性、抗变形，也有效地阻止了巷道围岩与底板积水的接触，防止底板软岩岩石吸水膨胀变形和底鼓。
图2某采矿工程皮带巷底板
4.2顶板支护
锚杆是巷道顶板支护中关键的应用，而在锚杆支护的基础上，我们逐渐发展出处适合深部巷道以及结构复杂的巷道结构顶板支护的锚喷网的联合支护方法。通过围岩与支护设备的耦合作用，达到高强度的支护效果，保证围岩结构的稳定性。以锚网支护为例，锚网支护是将铁丝网、塑料网或其他高强度材料的网用托盘固定或绑扎在固定在特点位置的锚杆上所形成的其加固和支护作用的复合支护形式。其中，网的主要作用是稳定锚杆之间的层岩，防止松散的岩石发生散落和下滑。网的材料需要根据岩石的松散程度以及锚杆的间距进行选择。网通过被锚杆拉紧，而可以承受一定的荷载，进而可以与锚杆仪器组成一个强化的支护体系。
5锚喷支护的质量控制要点
按顺序编扎钢筋网，编扎钢筋网采用直径6.5圆钢按250mm×250mm的网格进行编网。钢筋接头采用绑扎搭接，由于编网是按分层开挖进行的，因此，上下层的竖向钢筋搭接长度尽可能的大于一个钢筋网格长度（≥250mm），以保证钢筋网的整体性，有利于受力。钢筋网片和土钉的联接，端部用1直径14螺纹钢联系焊接使钢筋网片、土钉连成整体。土钉与通长联系筋之间均采用单面搭接焊联接，焊缝长度应符合规范要求≥10d。钢筋网编绑扎接头长度及相临搭接接头错开长度符合规范要求，必须绑扎牢固。喷射混凝土强度等级为C20。根据实际情况在喷射砼施工过程中增添添加剂，如速凝剂等，以保证支护的稳定。其配比为水泥：砂：石=1：1.95：2.92。要求粗砂中石子粒径不超过8mm，水泥、砂、石子的配合比以现场喷射不垮塌，无大量反弹为准，回弹率不大于15%。骨料通过喷射混凝土机的筛网孔径为10mm，喷料应搅拌均匀，随拌随用喷射混凝土机的工作压力为0.3～0.4Mpa。喷射作业应分段分片依次进行，同一分段内喷射顺序应该自下而上。
综上所述，锚喷支护作为采矿工程主要的支护手段广泛应用于新奥法等施工方法中，喷锚支护形式充分发挥围岩的自承载能力，以及工作面的空间约束作用。在采用光面爆破、预裂爆破的采矿中，应注意支护的密闭性、及时性、适应性，才有合理的水灰比，才能最大作用的发挥喷锚支护对围岩加固的优势。
参考文献
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论文作者:滕其兴
论文发表刊物:《防护工程》2017年第32期
论文发表时间:2018/3/21
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