锚杆注浆在煤矿巷道中的应用.pdf

维普资讯 2007年第 11期 煤 炭 工 程 锚杆注浆在煤矿巷道中的应用 李嘉玲，崔 灏 (煤炭科学研究总院 建井研究分院，北京 100013) 摘 要：在分析锚杆注浆与围岩相互作用机理的基础上，结合煤矿软岩巷道工程地质条件 ，进 行典型巷道锚注支护设计，并通过现场监测分析，检验锚注支护应用效果并提出改进措施，对改进 软岩巷道锚注支护结构，丰富锚注支护理论与设计，促进锚注支护技术的发展具有重要意义。 关键词 ：煤矿；软岩巷道 ；锚注加 固 中图分类号：TD353、6 文献标识码：B 文章编号：1671—0959(2007)11．()041．()3 0 引 言 当前 ，各类锚杆及其组合支护形式是煤矿软岩巷道支 护的主流。在国家 “六五”期间，采用锚网喷、锚网架喷， 配合二次支护基本上解决了煤矿极不稳定围岩巷道的支护 问题。“七五”攻关期间，重点研究了用可伸缩锚杆、U29 型全封闭可缩性金属支架来解决极不稳定围岩巷道的支护 问题。这两种支护结构在解决不稳定围岩巷道支护时，往 往需要多次返修才能使巷道保持稳定。国家 “八五”重大 科技攻关中，提出两类支护体系，一是 由中国矿业大学提 出的利用可伸缩锚杆、u型钢金属支架 ，配合高水速凝材 1一普通金属锚杆；2一注浆锚杆 ；3一金属网喷层； 料注浆来解决极不稳定巷道的支护；二是由山东科技大学 4一注浆扩散范围；5一锚杆作用形成的锚岩拱； 提出的在锚喷支护基础上，通过锚注加固围岩 ，提高再生 6一喷网层作用形成的组合拱 围岩岩体弹性模量来使极不稳定围岩巷道保持稳定 ¨0 。 图 1 注浆加固支护机理 图 实践证明，可伸缩锚杆、金属支架、高水速凝材料注浆加 固法，由于成本高，工艺复杂，生产厂家少 ，质量不稳定 式中 ——岩体抗剪强度，MPa； 而未能推广应用；锚注技术由于工艺简单、成本低，支护 — — 正应力，MPa； 可靠性高而被广泛应用。 一 岩体的内聚力 ，MPa； — — 内摩擦角 ，(。)。 1 锚注加 固机理 由式(1)可知岩体强度大小是 C、 两个指标确定的。 1．1 基本原理 岩体c和 值的增值大小，视注浆材料的性能及注浆工艺 注浆锚杆注浆充填围岩裂隙，配合锚喷支护，可以形 是否合理而有所不同。一般来说 ，注浆材料本身固结强度 成一个多层有效组合拱 ，即喷网组合拱、锚杆压缩区组合 高、稳定性好的，其 C和 值增加的较大 ，反之亦然。注 拱及浆液扩散加固拱，形成的多层组合拱结构扩大了支护 浆工艺合理 ，能保证岩体裂隙充填密实，浆液与裂隙面粘 结构的有效承载范围，提高了支护结构的整体性和承载能 结牢固，其 c和妒值也增加的多。由于浆液在岩体内充实， 力 ，如图1所示。 固结强度提高，使巷道周围形成一完整的连续的承压体， 1．2 加 固作用分析 围岩应力分布趋于均匀，减少了应力集中现象，提高了支 围岩注浆加固往往与其他巷道支护形式结合起来，它 架的承载能力。 不仅改善围岩岩性和应力分布 ，而且大大缩小 围岩变形 ， 2 锚注设计 减轻支架承受的外载压力 ，