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摘要：淮北矿区属于典型的“三软”地质条件，在三软煤层中巷道支护技术一直是困扰煤矿生产的难题。笔者在分析三软煤层巷道支护原理基础上阐述了锚网与工字钢联合支护技术在三软煤层中的应用。其方法是巷道支护有效的一种方式，在淮北矿区得到广泛了应用，其技术相对先进、不但能够强化巷道围岩强度，支护成本经济合理，而且能大大减少工人的劳动强度、安全稳定。
关键词：锚杆支护；快速掘进锚索联合支护探讨
Abstract: Huaibei mining area belongs to the typical "Three Soft" geological conditions, tunnel in three soft coal seam in supporting technology is a difficult problem in coal mine production. Based on the analysis of three softcoal roadway support theory based on the application of anchor net and I-beam combined supporting technology in three soft coal seam in. The method is to roadway support and effective way, has been widely applied in Huaibei mining area, the relatively advanced technology, not only canstrengthen the strength of surrounding rock, supporting reasonable and economic cost, but also can greatly reduce the labor intensity of workers,security and stability.
Keywords: anchor support; anchor combined support of rapid excavation
中图分类号：U455.7+1文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2013
在煤矿巷道掘进工作中，快速支护施工工艺已成为提高巷道支护效果，实现快速掘进的关键。然而，锚杆支护作为一种有效的巷道支护方式，由于对巷道围岩强度的强化作用，可显著提高围岩的稳定性，因而成为煤矿矿井巷道的一种主要支护方法。
1、三软煤层巷道支护原理
巷道在掘进及回采期间的支护状况主要受制于巷道围岩的强度、围岩的稳定性、支护方式等。通常三软煤层巷道围岩破坏具有初期变形速率大、时间效应明显、对应力扰动和环境变化非常敏感的特点，所以巷道支护时软岩进入塑性状态不可避免，使软岩达到其最大塑性承载能力时进行支护效果最佳，同时可使其最大塑性能（如膨胀变形能）以某种形式释放出来，即支护形式应具有“让压”功能。而软岩巷道破坏过程是渐进的力学过程，往往是从一个或几个部位开始变形、损伤，进而导致整个支护系统失稳。这些首先破坏的部位，称为关键部位。关键部位产生的主要原因是支护体力学特性与围岩力学特性不耦合，通常发生在围岩应力集中处和围岩体强度薄弱位置，及时加强关键部位支护，可以取得事半功倍的效果。
2、联合支护设计
3.1巷道断面选择。根据煤层巷道的支护特点，仍然选用梯形断面，巷道净断面为上梁长5.8m，底宽6.0m，高为4.4m。由于采用复合支护，工字钢的外围有锚网支护，所以在掘进时巷道宽高应在原有基础上增加0.5m。一方面是用来锚网支护，另一方面是预留一定的空隙，使围岩变形，进而释放能量。
3.2锚杆参数设计。1.锚杆布置：锚杆间距700mm，排距l000mm，每排10根。2.锚杆形式和规格：杆体为20左旋无纵筋螺纹钢，长2200mm。3.锚同方式：采用Z2350树脂锚固剂进行锚同。4.钻孔：28mm，锚固长度1000mm。5.钢筋托梁：采用f2j 14mm圆钢筋焊接而成，宽80mm，长2400mm。6.托盘：采用拱形高强度托盘。7.锚杆角度：锚杆安设必须与岩层面斜交，角度应大于20°。
3.3锚网参数设计。网片采用4mm冷拔钢筋焊制而成，网格规格为40mm×40mm。
3.4工字钢棚支护设计。联合支护采用ll#工字钢，顶部工字钢经过特殊的加工，使其呈一定的微拱形，工字钢棚间距2.0m。拱形支架承载顶压的能力较大，具有可收缩性，适用于动压影响巷道和大变形巷道。但是拱形支架承受侧压的能力较小，受到侧压作用时，容易出现尖顶、歪棚、棚腿内移现象。为了减少巷道工字钢棚的翻修次数，决定采用微拱形棚支护。其优点：一是可以提高微拱形棚支护比拱形棚支护稳定；二是增加抗扭性。
3锚杆与锚索联合支护的分析
3．1锚杆与锚索联合支护
一些综放工作面其顶扳抗压强度较低，受压后易冒落，所以用—般悬吊理论(将顶板悬吊于直接顶)所设计的锚杆往往较长(2．5m以上)而失去实际意义。对于这类巷道锚杆支护的理论基础采用“围岩松动圈巷道支护理论”。锚索支护弥补了锚杆长度的不足，预应力大，承载能力强。其实质就是把锚索深入到深部稳定岩石中，对被加固的岩体预先施加压应力，限制岩体的松动变形，从而保持围岩稳定。
将巷道开挖后，裂缝与围岩扩张所产生的碎胀力作为支护的主要对象，围岩状态不同，松动圈的大小也不同。当锚杆支护形成的压缩圈厚度小于松动圈厚度时，锚杆支护的悬吊作用减弱．顶板会离层脱落。再采用预应力锚素补强加固，锚索长度大，预应力高，快速承载能力强，形成压缩圈厚度大，在较大预应力的作用下，把上部稳定岩层和下部组成的岩层梁再组合在—起，每根锚索周围形成的压缩区域彼此重叠，在复合顶板中形成—个厚度更大的均匀连续压缩带，各岩层面互相挤压层，而摩擦大大增加，使复合顶板形成拱粱，从而有效的提高了顶板的整体性、稳定性，加强了顶板的自承能力。
3．2创新联合支护的几种方式
锚杆与锚索联合支护是煤巷巷道掘进过程中的一种主要支护形式，可以与钢带、金属网、工字钢粱联合使用。最常用的是锚杆与锚索，网的联合支护形式。锚杆与锚索，钢带抗弯强度小易贴顶承受载荷小，顶板平整时常用锚杆加固伪顶，锚杆与锚索加固直接顶，锚杆与钢梁则能承受较大载荷。锚杆桁架是利用拉杆所产生挤压力，减少或消除下位岩层的拉应力。形成一种以顶板岩层受压，拉杆受拉，类似桁架的承载结构，但两帮围岩体强度要高，若顶板完整性好，分层厚度又大，应该使用锚杆与锚索联合支护，利用锚索钢绞线较长的特点，在围岩上部形成一个能防止其上部围岩松动和变形的加固拱，从而保持巷道支护的稳定性。
3.3施工技术要求。
1.巷道掘进时，通过光面爆破施工，尽量减轻对顶、帮煤巷岩体的破壞，为实施锚杆等主动支护创造有利条件。2.必须在超前探梁临时支护的情况下进行锚杆支护、金属网的铺设等施工工序。3.保证锚杆孔的倾斜角度和孔深，锚杆孔应与岩层主层面斜交，角度应在20°以上，切忌与岩层主层面平行。4.锚杆孔成孔后，在安装锚杆前，要用压风吹洗孔底，尽量清除干净孔底及孔壁上的煤粉，以保证树脂锚固剂的锚固效果及锚杆的锚固力。5.安装锚杆时均需用锚杆将树脂药卷送至孔底后再进行树脂的搅拌，保证加长锚杆有足够的锚固长度和锚固效果。6.锚杆的锚固力应不小于120kN，预紧力应不小于20kN，支护强度保证在0.3MPa以上，且锚杆尾端的托盘应紧贴托梁或岩面，未接触部分必须垫实。7.由于预留让压空间，施工过程中为了防止巷道内微形拱棚支架歪斜、倾倒，设计采用专用拉杆，将支架连成一个整体，增加支架的整体稳定性，目的是承受巷道变形后的围岩压力。
3．4联合支护效果和经济分析情况
单纯采用锚杆支护，支护费用高，工人劳动强度大，工序复杂，单进低。锚杆、锚素联合支护技术很好的解决了这些问题。据不完全统计，用锚网．锚索联合支护，每米巷道支护费用降低1200多元，对大中型煤矿而言，每年节约支护费用数千万元，可以创造出可观的经济效益，大大提高了安全系数。
用锚网、锚索联合支护，其运输量，运输环节及消耗量少，工人劳动强度大大降低。短掘短锚做到及时支护，消除了空顶作业，改善了安全生产环境，带来显著的社会效益。用锚网，锚索联合支护，巷道断面利用率可提高20-30％，通风阻力下降15％左右，可明显的改善安全生产环境。
4、结束语
通过以上分析比较支护效果分析，以及具体施工实践表明，采用锚杆与锚索联合支护技术，以加快施工进度，并能有效的控制巷道顶板围岩的下沉，避免巷道的重复翻修，围岩基本趋于稳定状态，完全满足巷道使用要求，达到预期的支护效果和目的。有效提高了岩层自身承载能力，有效地控制巷道围岩的早期离层，减少巷道围岩变形，提高了巷道支护的可靠性和稳定性。
参考文献
[1]孟大志 ，深部高应力大断面巷道联合支护及快速掘进技术，《陕西煤炭》2009年第1期
[2]苗青，马国学煤巷锚杆支护快速掘进施工技术《煤矿支护》2013年第1期
【3】胡志云，煤巷锚杆支护快速掘进技术分析，《科技与企业》 2012年第17期
作者简介： 张振中，（1962、9）男，汉族，安徽萧县人，大学专科，主要从事煤矿采掘技术及生产管理工作。
关键词：锚杆支护；快速掘进锚索联合支护探讨
Abstract: Huaibei mining area belongs to the typical "Three Soft" geological conditions, tunnel in three soft coal seam in supporting technology is a difficult problem in coal mine production. Based on the analysis of three softcoal roadway support theory based on the application of anchor net and I-beam combined supporting technology in three soft coal seam in. The method is to roadway support and effective way, has been widely applied in Huaibei mining area, the relatively advanced technology, not only canstrengthen the strength of surrounding rock, supporting reasonable and economic cost, but also can greatly reduce the labor intensity of workers,security and stability.
Keywords: anchor support; anchor combined support of rapid excavation
中图分类号：U455.7+1文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2013
在煤矿巷道掘进工作中，快速支护施工工艺已成为提高巷道支护效果，实现快速掘进的关键。然而，锚杆支护作为一种有效的巷道支护方式，由于对巷道围岩强度的强化作用，可显著提高围岩的稳定性，因而成为煤矿矿井巷道的一种主要支护方法。
1、三软煤层巷道支护原理
巷道在掘进及回采期间的支护状况主要受制于巷道围岩的强度、围岩的稳定性、支护方式等。通常三软煤层巷道围岩破坏具有初期变形速率大、时间效应明显、对应力扰动和环境变化非常敏感的特点，所以巷道支护时软岩进入塑性状态不可避免，使软岩达到其最大塑性承载能力时进行支护效果最佳，同时可使其最大塑性能（如膨胀变形能）以某种形式释放出来，即支护形式应具有“让压”功能。而软岩巷道破坏过程是渐进的力学过程，往往是从一个或几个部位开始变形、损伤，进而导致整个支护系统失稳。这些首先破坏的部位，称为关键部位。关键部位产生的主要原因是支护体力学特性与围岩力学特性不耦合，通常发生在围岩应力集中处和围岩体强度薄弱位置，及时加强关键部位支护，可以取得事半功倍的效果。
2、联合支护设计
3.1巷道断面选择。根据煤层巷道的支护特点，仍然选用梯形断面，巷道净断面为上梁长5.8m，底宽6.0m，高为4.4m。由于采用复合支护，工字钢的外围有锚网支护，所以在掘进时巷道宽高应在原有基础上增加0.5m。一方面是用来锚网支护，另一方面是预留一定的空隙，使围岩变形，进而释放能量。
3.2锚杆参数设计。1.锚杆布置：锚杆间距700mm，排距l000mm，每排10根。2.锚杆形式和规格：杆体为20左旋无纵筋螺纹钢，长2200mm。3.锚同方式：采用Z2350树脂锚固剂进行锚同。4.钻孔：28mm，锚固长度1000mm。5.钢筋托梁：采用f2j 14mm圆钢筋焊接而成，宽80mm，长2400mm。6.托盘：采用拱形高强度托盘。7.锚杆角度：锚杆安设必须与岩层面斜交，角度应大于20°。
3.3锚网参数设计。网片采用4mm冷拔钢筋焊制而成，网格规格为40mm×40mm。
3.4工字钢棚支护设计。联合支护采用ll#工字钢，顶部工字钢经过特殊的加工，使其呈一定的微拱形，工字钢棚间距2.0m。拱形支架承载顶压的能力较大，具有可收缩性，适用于动压影响巷道和大变形巷道。但是拱形支架承受侧压的能力较小，受到侧压作用时，容易出现尖顶、歪棚、棚腿内移现象。为了减少巷道工字钢棚的翻修次数，决定采用微拱形棚支护。其优点：一是可以提高微拱形棚支护比拱形棚支护稳定；二是增加抗扭性。
3锚杆与锚索联合支护的分析
3．1锚杆与锚索联合支护
一些综放工作面其顶扳抗压强度较低，受压后易冒落，所以用—般悬吊理论(将顶板悬吊于直接顶)所设计的锚杆往往较长(2．5m以上)而失去实际意义。对于这类巷道锚杆支护的理论基础采用“围岩松动圈巷道支护理论”。锚索支护弥补了锚杆长度的不足，预应力大，承载能力强。其实质就是把锚索深入到深部稳定岩石中，对被加固的岩体预先施加压应力，限制岩体的松动变形，从而保持围岩稳定。
将巷道开挖后，裂缝与围岩扩张所产生的碎胀力作为支护的主要对象，围岩状态不同，松动圈的大小也不同。当锚杆支护形成的压缩圈厚度小于松动圈厚度时，锚杆支护的悬吊作用减弱．顶板会离层脱落。再采用预应力锚素补强加固，锚索长度大，预应力高，快速承载能力强，形成压缩圈厚度大，在较大预应力的作用下，把上部稳定岩层和下部组成的岩层梁再组合在—起，每根锚索周围形成的压缩区域彼此重叠，在复合顶板中形成—个厚度更大的均匀连续压缩带，各岩层面互相挤压层，而摩擦大大增加，使复合顶板形成拱粱，从而有效的提高了顶板的整体性、稳定性，加强了顶板的自承能力。
3．2创新联合支护的几种方式
锚杆与锚索联合支护是煤巷巷道掘进过程中的一种主要支护形式，可以与钢带、金属网、工字钢粱联合使用。最常用的是锚杆与锚索，网的联合支护形式。锚杆与锚索，钢带抗弯强度小易贴顶承受载荷小，顶板平整时常用锚杆加固伪顶，锚杆与锚索加固直接顶，锚杆与钢梁则能承受较大载荷。锚杆桁架是利用拉杆所产生挤压力，减少或消除下位岩层的拉应力。形成一种以顶板岩层受压，拉杆受拉，类似桁架的承载结构，但两帮围岩体强度要高，若顶板完整性好，分层厚度又大，应该使用锚杆与锚索联合支护，利用锚索钢绞线较长的特点，在围岩上部形成一个能防止其上部围岩松动和变形的加固拱，从而保持巷道支护的稳定性。
3.3施工技术要求。
1.巷道掘进时，通过光面爆破施工，尽量减轻对顶、帮煤巷岩体的破壞，为实施锚杆等主动支护创造有利条件。2.必须在超前探梁临时支护的情况下进行锚杆支护、金属网的铺设等施工工序。3.保证锚杆孔的倾斜角度和孔深，锚杆孔应与岩层主层面斜交，角度应在20°以上，切忌与岩层主层面平行。4.锚杆孔成孔后，在安装锚杆前，要用压风吹洗孔底，尽量清除干净孔底及孔壁上的煤粉，以保证树脂锚固剂的锚固效果及锚杆的锚固力。5.安装锚杆时均需用锚杆将树脂药卷送至孔底后再进行树脂的搅拌，保证加长锚杆有足够的锚固长度和锚固效果。6.锚杆的锚固力应不小于120kN，预紧力应不小于20kN，支护强度保证在0.3MPa以上，且锚杆尾端的托盘应紧贴托梁或岩面，未接触部分必须垫实。7.由于预留让压空间，施工过程中为了防止巷道内微形拱棚支架歪斜、倾倒，设计采用专用拉杆，将支架连成一个整体，增加支架的整体稳定性，目的是承受巷道变形后的围岩压力。
3．4联合支护效果和经济分析情况
单纯采用锚杆支护，支护费用高，工人劳动强度大，工序复杂，单进低。锚杆、锚素联合支护技术很好的解决了这些问题。据不完全统计，用锚网．锚索联合支护，每米巷道支护费用降低1200多元，对大中型煤矿而言，每年节约支护费用数千万元，可以创造出可观的经济效益，大大提高了安全系数。
用锚网、锚索联合支护，其运输量，运输环节及消耗量少，工人劳动强度大大降低。短掘短锚做到及时支护，消除了空顶作业，改善了安全生产环境，带来显著的社会效益。用锚网，锚索联合支护，巷道断面利用率可提高20-30％，通风阻力下降15％左右，可明显的改善安全生产环境。
4、结束语
通过以上分析比较支护效果分析，以及具体施工实践表明，采用锚杆与锚索联合支护技术，以加快施工进度，并能有效的控制巷道顶板围岩的下沉，避免巷道的重复翻修，围岩基本趋于稳定状态，完全满足巷道使用要求，达到预期的支护效果和目的。有效提高了岩层自身承载能力，有效地控制巷道围岩的早期离层，减少巷道围岩变形，提高了巷道支护的可靠性和稳定性。
参考文献
[1]孟大志 ，深部高应力大断面巷道联合支护及快速掘进技术，《陕西煤炭》2009年第1期
[2]苗青，马国学煤巷锚杆支护快速掘进施工技术《煤矿支护》2013年第1期
【3】胡志云，煤巷锚杆支护快速掘进技术分析，《科技与企业》 2012年第17期
作者简介： 张振中，（1962、9）男，汉族，安徽萧县人，大学专科，主要从事煤矿采掘技术及生产管理工作。