双层抗拉钢筋混凝土支护技术研究

双层抗拉钢筋混凝土支护技术研究

摘要：由于矿井埋深大围岩呈现明显软化和弱化，巷道维修工程量日益增加，前掘后修、边掘边修现象严重，对锚喷巷道支护工艺进行了优化改进，试验应用了双层抗拉钢筋混凝土支护技术，有效控制了巷道变形，保证了支护质量。

关键词：工程软岩；双层钢筋网；HRB600型高强锚杆

1.概况

协庄煤矿目前生产水平集中在-550m、-850m水平，正在进行-1100m水平延深开拓。矿井地面标高+147.0～+200.9m，地下标高最深处达到-1100余米，目前开采深度局部达到1300m。

由于矿井开采深度大，巷道围岩呈现明显的软化和弱化现象，围岩变形趋势强烈，巷道矿压显现明显，井巷的维护困难日趋突出；尤其是深部高地压、高应力、顶板条件差的煤巷现场不同程度出现断锚杆、撕裂钢带、顶板下沉网兜甚至是冒顶等现象，造成巷道前掘后修、边掘边修，对开采的安全性、经济效益带来很大的影响，常规的支护形式已难以有效地维护住大流变围岩，如何解决深部复杂顶板巷道的支护问题就成为亟待研究的问题。

巷道破坏情况

2.解决方案

协庄煤矿为解决上述问题，开展了超千米深井双层抗拉钢筋混凝土喷体支护技术研究工作，从理论上研究了一次、二次支护的方法和合理的支护参数，以及二次支护的时机，同时分析研究巷道喷体各组成材料配合比，结合优化巷道成型等方面解决巷道变形大、支护困难、蠕变快的支护难题。

3.主要技术特点

3.1通过运用双层8mm经纬编织钢筋网，增强巷道喷体支护强度，减小巷道变形，降低应变量，减缓巷道失修周期，提高了巷道服务年限。使用经纬编织钢筋网代替经纬焊接钢筋网，避免了钢筋网开焊带来的强度降低的不利因素，使巷道支护成为了一个有效整体。

3.2为提高巷道喷体即混凝土的强度，我们从优化喷浆工艺、改进混凝土配合比等方面入手，通过相关试验，选取最适合深部巷道支护的方式，有效的改善了巷道围岩变形，降低了以往深部巷道浆皮开裂、钢筋网剪断、锚杆失效等支护失效出现的机率。

3.3我矿深部巷道由于埋深大都超过千米，呈现出“工程软岩”的特性，巷道

开挖后，自持能力差，不及时支护很容易发生坍塌垮落，为提高巷道自身强度，我们通过对破碎围岩巷道注浆固化改善围岩结构、提高围岩的整体性和力学参数，达到提高巷道围岩稳定性的目的。而且经注浆加固后，锚杆与围岩的受力状态得到改善，实际锚固力得到提高，经过一段时间的上升后基本不再上升，保持在较高的受力状态下。

3.4改善锚杆锚固方式。针对深部巷道岩性差异，有选择的运用端锚、加长锚、全锚锚固方式，配合快速、中速、慢速锚固剂，满足深部巷道锚杆主动支护效果。

3.5推广中深孔爆破，减小围岩扰动次数，降低巷道开挖后顶板及两帮岩石破碎程度，提高巷道成型质量。

二次双层钢筋网支护断面图

4.取得的效果

超千米深井双层抗拉钢筋混凝土喷体支护技术的推广应用，将有效改善了以往边掘边修、前掘后修的状况。通过采用一次加长全螺纹钢锚杆、二次高强度高韧性抗冲击HRB600型支护锚杆配双层抗拉钢筋网相应增大锚杆托板的接触面，从而改变了原来的巷道壁的点锚固，为全面积锚固挤压。在锚杆长度相同，密度相同的情况下，增大挤压加固拱的厚度，提高巷道抵抗破坏的能力。同时提高了喷层抗剪、抗拉的能力，增强了喷层的支护强度。通过锚杆和钢筋网，把喷层与巷壁牢固地结合一起，使得喷层与围岩之间不易离层、脱落。实现高预紧力、高强度锚杆支护，在控制顶板离层、约束两帮位移等方面取得显著效果。采用曲墙拱形、圆弧拱形、切圆拱形巷道断面，减少了应力集中，改善了锚杆受剪切应力破坏状况，使巷道具有较好的承压能力。新的喷、锚网喷、锚网喷二次支护工艺，通过支护参数优化，增加一次支护的密度，加强了一次支护强度，将一次支护由正方形改为正三角形并减小一次锚杆排距，杜绝了深部巷道因一次支护密度小造成的漏冒顶现象。二次支护使用高强锚杆，锚在支护体之外，防止了喷体的离层，提高了支护效果。