锚索、锚网支护在破碎围岩的应用

锚索、锚网支护在破碎围岩的应用

【摘 要】双鸭山矿业集团公司在七星矿深部地压大、围岩破碎试验中，应用预应力锚索支护新技术，取得了效果和经济效益。

【关键词】高地压；破碎岩石；锚索支护

0.概述

近年来，煤矿锚杆支护有了长足的发展，应用范围不断扩大。锚杆支护具有安全、快速、成本低的特点，但对于膨胀围岩、复合型软岩、受动压影响的破碎围岩，则要加大支护长度和提高锚固效果，采用预应力锚索支护是一条有效途径。预应力锚索是把锚索固入岩层深部并进行预加应力的施工技术，是一种传递较大的拉应力，这是其他支护措施 无法比拟的最大优点。

双矿集团七星矿二水平西四区是该矿下一步生产接续场所，地质储量3000多万吨，西四区-480前石门破碎带长度160米，标高为-476.0，与地表高差为560米，根据深部岩体力力学研究进展，岩体临界深度应在300米左右，岩石以砂页为主，松软破碎，底板压力非常大。巷道原支护为U型钢拱形棚，断面为宽3.2米，高2.5米的三心拱断面，S=8.5平方米，围岩为V类不稳定岩层，巷道开掘前期，帮顶来压，拱形棚略有变形，变形量在3～5cm。巷道开掘后不足2个月，后部拱形棚严重变形，严重处全宽不足1.8米，高度不足1.7米，经多次调整，仍无法满足使用。针对铁棚支护施工复杂，维修量大，成本高中，效果差的问题，该矿采用预应力锚索支护的新技术，用锚索锚网联合支护破碎带、高应力集中巷道，取得了良好的支护效果和经济效益。

1.预应力锚索锚网支护技术的作用

预应力锚索支护技术主要是将一定长度的低松弛高强度钢绞线，配专用锚索机，通过树脂锚固，再通过液压千斤顶对其尾部施加预应力，对巷道顶板进行支护。锚索除具有普通锚杆的悬吊作用，组合梁作用、组合拱作用、楔固作用外，还具有对顶板进行深部锚固而产生强力悬吊作用，并且沿巷道纵轴线形成连续支撑点，以大预紧力减缓顶板扩容，对于围岩松紧圈大，层节理发育，顶板破碎及伪顶较厚等复杂顶板条件下的巷道支护，锚索支护显示出其他支护无可比拟的优越性。锚索在巷道顶板深部岩层锚固后，通过张拉施加预应力，使锚索集中应力以45度压力分布在支护体上，应力以点荷载形成面荷示范园均匀分布，使被支护受到更为均匀的挤压。锚索预紧力作用部分补偿了巷道开挖造成的应力损失，使围岩由原来的单向和双向受力转变，提高了围岩的抗变形能力，有效控制了围岩变形。

2.锚索支护设计参数选择

（1）锚索材料选择：锚索采用高强度低弛钢绞线，1×7股，直径15.24mm，

破断负荷260kN，设计预应力不低于100kN，采用树脂锚固剂锚固，钻孔直径28～32mm。

（2）锚索长度的确定。由于-480前石门破碎带为V类不稳定岩层，松动圈范围在3.0米～4.0米，选取锚索长度：顶板7米，帮5米，锚固长度1.2米，外露长度在0.1～0.2米之间。

（3）锚索间排距。按锚索间排距和孔深之间关系S≤L/2的原理，又根据巷道压力大，围松软破碎的特点，选取锚索间排距1.2米，即顶板锚索每排3根，两帮每帮2根，每两排锚索间加打一排锚杆上轻型钢带。锚杆间距0.6米。

（4）铺网。顶板采用1.8米×1.8米硬质钢筋，两帮选用12﹟铁丝网，网与网搭接长度保证200mm。

3.施工及支护效果

巷道扩成原断面后，设棚、上网做为临时支护，在临时支护下进行锚索、锚杆、挂网、上钢带施工，达到设计要求后再翻掉临时支护进行下一个循环，锚索托梁采用18﹟以上U型钢（长：0.5米中间钻孔）配合支护顶板。锚索施工时，严格按锚索支护技术规范操作，并跟踪进行巷道变形观测。

4.结论

（1）经统计测算，应用锚索、锚网联合支护技术，与采用金属支架相比，200米长的巷道破碎带右节约直接支护费用20多万元，经济效益显著；同时，由于锚索、锚网联合支护的应用，大大改善了巷道支护状况，提高了单进，节省了运料人工费，间接经济效益更大。

（2）在高应力巷道支护中，锚索、锚网联合支护的技术，可在较短时间内达到及时支护的目的，解决了在大跨度巷道、交叉点、过断层、过破碎带及高应力区的支护的难题，在实际工作中具有推广价值。