黑龙江龙煤鸡西矿业有限责任公司杏花煤矿 黑龙江 158173
摘要：充分利用岩体强度，发挥岩体的自承能力，既是新奥法的主要原则，也是当前被认为最合理的支护理念，这样既可以提高围岩的稳定性，又能节省支护成本。爆破能够将作用于巷道周边的应力集中区向围岩深部转移，从而减缓、降低巷道周边地应力的作用水平。在适当位置进行爆破，还能使得围岩在巷道周围形成自然拱，发挥围岩的自承能力，保证围岩的稳定性。
关键词：爆破-锚喷；支护技术
爆破-锚喷联合支护现已突破了旧的支护形式和支护理论的束缚,不再是消极地承受围岩压力，而是尽量保持围岩的完整性和稳定性，积极控制围岩的力学形态变化，限制围岩变形、位移和裂隙的发展，充分发挥围岩的自身支承作用，把围岩从荷载变为承载体，变消极因素为积极因素。目前已得到广泛应用并已成为我国软岩巷道支护的主要形式之一。
一、概述
主要是由于它在机理和工艺上具有一些独特的工作特性。能及时支护、甚至超前支护，能够及时创造安全的工作空间。喷层与围岩密贴，是一种强度高、粘结力大、抗渗性能强的薄层支护，能够将围岩表面的裂隙粘成整体，提高围岩的表面强度，防止松动。喷层封闭围岩，有防火、防水、防风化的性能，克服软岩怕水、怕震、怕风化的缺点。喷层可多次喷，先早喷薄喷，使喷层具有柔性，待围岩趋于稳定性，再复喷达到设计厚度。锚喷支护可用于各种地下工程。既可作为临时支护，又可作为永久支护，既能承受静载荷，又能承受动载荷，适应性非常强。锚杆可以和各种支护形式组合成各种形式的联合支护。锚喷支护每米巷道直接成本只相当碹体支护的1/5，相当于金属支架的1/7~1/8。喷射混凝土与锚杆围岩共同工作形成一个具有足够抗力的支护体系。喷层的作用在于它能够较早的封闭围岩、防止风化等作用。锚杆的加入提高了围岩的强度和整体性，增强了围岩的稳定性，锚杆预应力的存在使围岩在未发生大变形的情况下就受到反向压力的作用，有利于围岩自身强度的提高。组合拱理论认为，在单根锚杆作用下可形成一个锥形压密区，群体锚杆布置间距适当，锚杆群体在围岩中形成的双锥体压缩区相互交叠，则形成连续的相互重合的层状锚。
二、爆破-锚喷联合支护技术
1.爆破是一种控制爆破，爆破后，巷道断面既能符合设计轮廓要求又能控制围岩松动范围,从而充分发挥围岩本身的自承能力，改善支护受力状态，提高支护效果。因此，光面爆破是软岩巷道施工中的一个重要环节。但是，由于一些软弱围岩的最小抵抗线很小，光爆参数很难确定，光爆效果不理想，巷道成形不好，造成巷道局部应力集中，给支护效果带来很大的负面影响。在软弱地层中采用预留保护层的爆破方法,既剔除了最松动的围岩，缩小了松动圈,又实现了巷壁成形平滑，消除了应力集中，还为锚杆托盘紧贴岩面提供了保证，从而为确保锚喷支护质量提供了一个坚实的基础。在围岩稳定性较差的岩层中光爆，采用浅打眼，较近的周边眼距，增加空心眼数量，间隔装药，多次起爆的控制爆破方法。在围岩不稳定的岩层中，如围岩为泥岩，炭质页岩时，采用中心掏槽，缩小周边眼距，确保巷道成型，眼距巷道轮廓线600 ～ 800mm。在断层破碎构造复杂层、节理紊乱的地质条件下，采用底部掏槽爆破，人工造型刷边到设计轮廓线，底部掏槽眼距底板约1 m 为宜。
2.支护参数。锚杆规格为Φ20mm×2000mm，采用左旋无纵筋螺纹钢制作，锚杆间排距900mm×900mm，锚杆孔径Φ28mm，采用2卷快速2835 型树脂药卷进行锚固，锚固长度大于500mm，锚固力不小于80kN，铺设金属网规格为2.0m×1.1m，采用11#铁丝编织的菱形网。喷射混凝土的强度等级为C15，初喷厚度为20～40mm，复喷厚度为50～70mm，喷层总厚度不小于90mm。
补打注浆锚杆，锚杆为L2000mm×φ21mm的注浆锚杆，间排距1200mm×1200mm，锚杆布置方式为矩形。维修时，补注浆锚杆每排7 根并垂直岩面，角度不小于75°，注浆锚杆和原锚杆保持300mm的距离，角度一致。采用水泥单液浆，初注压力为1.0 MPa，注浆终压为3MPa。水灰比控制在0.75～1.0。采取上行式注浆，即对于每排锚杆注浆先从下部第一排开始注浆，在依次向上进行。
3通过预裂爆破, 巷道轮廓基本符合设计要求,确保了围岩的稳定性, 为锚喷网联合支护提供了基础。所谓锚喷网联合支护就是利用锚杆、砼、金属网来共同支护巷道。锚杆具有悬员、组合梁、围岩补强、挤压连接、挤压加固拱等作用, 作用十分明显。砼具有很强的抗压强度, 而抗拉强度却很低,至使锚喷巷道经常出现喷射过的混凝土开裂、放线、有的大面积跨落, 尤其是巷道起拱线以上部分(切向应力集中处)。在混凝土中铺设抗拉能力很强的钢筋网, 形成钢筋混凝土, 虽然它承受的载荷增大到一定程度后, 受拉部位的砼也会开裂, 但是这个部位的钢筋却可以代替砼承受拉力, 使钢筋砼承载能力得到很大的提高, 充分利用了混凝土的抗压强度。因此合理选择锚喷网各原材料, 掌握好施工工艺, 就会达到预想的效果。复喷前要根据水泥标号、黄砂、石子的情况做试块实验, 确保喷射的混凝土达到设计要求;喷射砼的风压、水压、喷射技术等应严格按照技术要求执行;混凝土要加强养护。当巷道出现顶板来压, 使得巷道变形收缩不能够满足安全生产需要时, 可采用补强支护。补强采用上述锚喷网联合支护, 巷道断面恢复到设计断面
4.巷道的初次修复。对变形破坏的巷道进行重新支护，首先进行找顶、初喷，及时打眼安装锚杆，铺设金属网，并随即喷浆封闭围岩，尽量缩短围岩在空气中的暴露时间，以减轻围岩的风化程度，修复一段距离后进行复喷，进一步提高围岩封闭效果。通过使用高强度高刚度的螺纹钢锚杆，可有效限制围岩再次变形，提高支护结构的可靠性。铺设金属网可以提高支护机构的整体性，使全断面锚杆共同发挥支护作用。同时，由于锚喷支护结构具有一定的柔性，允许围岩有一定的变形，使得围岩中的高应力得到释放且在围岩中产生一定的碎涨空间。在完成初次锚喷支护一段时间（约20 天后），采取补打注浆锚杆和壁后注浆方法进行二次加固。即在初次锚喷支护的基础上，巷道顶帮及底角布置端锚内注浆锚杆，封孔后利用外露的内注浆锚杆的孔口对围岩进行壁后注浆加固。二次加固的实施，首先增加了单位体积岩体内锚杆的数量，提高了锚固体的承载能力。其次，浆液将破坏的围岩胶结起来，形成一个较大的整体，使围岩的受力状态由单向或两向受力状态转化为三向受力状态，从而大大提高了岩体的强度和承载能力，为锚杆充分发挥主动的支护作用创造了良好的物质基础。第三，由于浆液的扩散，将初次和二次支护中所使用的端锚锚杆全部转化为具有全长锚固作用的锚杆，从而改善了锚杆的锚固性能和可靠性，使所有锚杆都能发挥支护作用，进一步提高了支护结构的承载能力和适应性。使用底角锚杆对底角进行加固，可以显著提高底角岩体的抗剪性能，扩大支护体的范围；而对底角进行注浆，可以进一步减轻底角岩体的应力集中度，提高底角岩体的承载能力，从而有效减轻因底角及底板岩体的流变、蠕变而引起的底鼓效应。
爆破-锚喷联合支护技术是一种结构合理、施工方便、节省投资、技术先进、安全可靠、科学合理、经济实用的支护形式。它相对于其它支护技术,有一定的优越性,我国软岩巷道支护的基本框架已经形成，只要正确地理解和科学地应用其中的概念、原理和方法，就会防止片面化、绝对化，减少安全生产隐患和不必要的经济损失，值得大范围推广应用
参考文献：
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