巖巷支護(hù)破壞形態(tài)分析及其策略研究

鄒德亮 崔韶陽 李昌秋

摘 要：煤礦實(shí)際建設(shè)過程中，巖巷支護(hù)在巷道工程中占有核心地位。隨著錨、網(wǎng)、噴支護(hù)技術(shù)的日漸成熟和快速發(fā)展，在巖巷支護(hù)掘進(jìn)建設(shè)中發(fā)揮著重要的作用。筆者根據(jù)自己的經(jīng)驗(yàn)，首先概述了巖巷支護(hù)，其次，對(duì)巖巷支護(hù)破壞形態(tài)進(jìn)行了一番分析，最后，制定了相應(yīng)的措施。

關(guān)鍵詞：巖巷支護(hù) 破壞形態(tài) 策略

中圖分類號(hào)：X5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2013）03（a）-0089-01

由于錨、網(wǎng)、噴支護(hù)技術(shù)具有較強(qiáng)的適應(yīng)性，支護(hù)及時(shí)、施工操作簡(jiǎn)便、支護(hù)強(qiáng)度高、柔性好等諸多的優(yōu)勢(shì)特征，所以，其目前已在煤礦建設(shè)中得到了普遍的使用，十分有利于煤礦提升自身快掘水平，平衡采掘關(guān)系。本文主要對(duì)巖巷支護(hù)破壞形態(tài)進(jìn)行了分析，并制定了有效的策略予以解決。

1 巖巷支護(hù)概述

巖巷支護(hù)主要從之前的料石、混凝土砌碹支護(hù)逐漸的變?yōu)榱爽F(xiàn)在的錨噴支護(hù)、錨網(wǎng)噴支護(hù)，支護(hù)強(qiáng)度有了很大的提升，巷掘速度有了增強(qiáng)。錨噴支護(hù)工藝具體是：當(dāng)巖石暴露后，應(yīng)先對(duì)頂板拱基線以上基本成型的巷道進(jìn)行砂漿的初噴，厚度大概在10～20 mm，護(hù)頂進(jìn)行臨時(shí)支護(hù)，再打錨桿掛金屬網(wǎng)噴漿做二次支護(hù)，以確保成巷成為一個(gè)永久的巷道。對(duì)于已破碎的巖體，應(yīng)進(jìn)行U型鋼支護(hù)的架設(shè)，對(duì)圍巖予以良好的支撐，從而使抗圍巖壓力的能力進(jìn)一步提升。

錨桿支護(hù)參數(shù)不是固定的，其會(huì)在實(shí)踐中不斷的發(fā)生著變化，錨桿長(zhǎng)度會(huì)從之前的1.5 m變?yōu)?.8 m。錨桿材料變?yōu)榱隋^固力強(qiáng)的樹脂錨桿。錨桿支護(hù)規(guī)格變成了0.7×0.7 m，使得錨桿支護(hù)所構(gòu)成的組合拱厚度與強(qiáng)度有了很好的增加。

2 巖巷支護(hù)破壞形態(tài)分析

錨、網(wǎng)、噴支護(hù)巷道共有以下幾種破壞形態(tài)。

2.1 剪切破壞

在巷道的拱基中時(shí)有發(fā)生；由于地層各向異性，當(dāng)原始應(yīng)力進(jìn)行重新分布并逐漸的趨于平衡時(shí)，致使開挖后的巷道支護(hù)所有部位存在著不均衡的受力情況。而因巖層松動(dòng)、自重以及巖層傾角關(guān)系，其使得支護(hù)體實(shí)際受力過程中，不穿過拱圓心，同時(shí)也不垂直于圍巖層理面。

2.2 拉伸破壞

發(fā)生部位是在巷道的直墻正頂和下幫肩窩處；當(dāng)巷道開挖完成后，若因地質(zhì)因素使得某一方向上的主壓力有了增加，比如水平或者垂直方向主壓力，那么，就會(huì)有破壞現(xiàn)象的發(fā)生。

2.3 單項(xiàng)受壓破壞

發(fā)生部位是在上幫直墻上部；若巷道垂直壓力不斷增大，不僅會(huì)導(dǎo)致頂部發(fā)生拉伸破壞，而且還會(huì)造成直墻、供肩位置處存在單向受壓破壞情況，致使噴體片出現(xiàn)脫落和壓碎現(xiàn)象。

2.4 收縮變形破壞

發(fā)生部位是在巷道的弱面位置處；實(shí)際所噴射的混凝土無論是凝固還是粘結(jié)等過程，其本身會(huì)出現(xiàn)收縮現(xiàn)象。因加入進(jìn)了速凝劑，使得混凝土的凝固時(shí)間發(fā)生了變化，原先是幾個(gè)小時(shí)，現(xiàn)在是幾十分鐘。并且，其的收縮變形強(qiáng)度一定程度上也會(huì)有進(jìn)一步的增大。噴射結(jié)束后尤其是噴射后兩小時(shí)內(nèi)，倘若未對(duì)噴體進(jìn)行及時(shí)有效的養(yǎng)護(hù)，那么，噴體內(nèi)部就會(huì)有收縮拉伸應(yīng)力情況的出現(xiàn)。此外，若噴體材料配比不具科學(xué)合理性、所摻的料不夠均勻，會(huì)導(dǎo)致噴體含砂夾層，進(jìn)而變成弱面。

2.5 墻失腳、噴體拆損

發(fā)生部位是在兩幫，特別在下幫直墻中尤為突出；因施工過程中，采用浮矸未清理干凈兩墻體，再或者是回彈料對(duì)底角進(jìn)行了覆蓋，致使直墻兩底難以做好相應(yīng)的支護(hù)與封閉工作，造成圍巖受潮、風(fēng)化，出現(xiàn)了松動(dòng)、膨脹現(xiàn)象。從而把直墻擠進(jìn)了巷道之中，折斷了噴體自墻中、墻拱結(jié)合部，出現(xiàn)大范圍的脫落。

2.6 其他

錨桿固力降低、出現(xiàn)拉斷和底鼓等情況；如果地壓較大，巖層碰到水就會(huì)出現(xiàn)膨脹，且圍巖無法有效封閉，巷道難以實(shí)現(xiàn)全斷面支護(hù)，將會(huì)有底鼓破壞現(xiàn)象的發(fā)生。此外，錨桿安裝不達(dá)標(biāo)、錨固力與要求不相符等現(xiàn)象，都會(huì)造成錨桿失效。

3 措施

3.1 掌握與了解圍巖性質(zhì)，科學(xué)布置巷道

在對(duì)巷道破壞形態(tài)進(jìn)行一番分析后得出，它的最為關(guān)鍵的破壞形態(tài)如受壓、剪切及拉伸破壞均和圍巖角、性質(zhì)穩(wěn)定性原因而導(dǎo)致的支護(hù)體受力不均衡有著極為密切的關(guān)系。要想有效解決這一現(xiàn)象，在布置巷道時(shí)，應(yīng)對(duì)具體位置處的圍巖的穩(wěn)定性、巖石的堅(jiān)硬度、巖層的均質(zhì)性加以充分考慮。

3.2 支護(hù)方式與支護(hù)參數(shù)的選擇應(yīng)科學(xué)合理

首先是支護(hù)方式的選擇；一條巷道的支護(hù)方式會(huì)和巷道位置處的圍巖性質(zhì)、巷道實(shí)際用途、使用年限、施工工藝、施工所使用的設(shè)備間有著緊密的關(guān)系。所以，在選擇支護(hù)方式過程中，必須對(duì)這些因素加以充分全面的考慮。同時(shí)，錨噴支護(hù)方式的選擇；巷道支護(hù)方式實(shí)際中和圍巖穩(wěn)定性、松動(dòng)范圍、圍巖堅(jiān)硬度間有著密切的關(guān)系，在選擇支護(hù)方式時(shí)，不僅要嚴(yán)格參照理論依據(jù)，還應(yīng)通過工程類比法，以圍巖性質(zhì)、實(shí)際用途、使用年限基本相同為前提，選擇具有較高支護(hù)效果的巷道支護(hù)方式。

其次是支護(hù)參數(shù)的選擇；主要以桿體安裝方向相同或者巖體位移方向垂直為基礎(chǔ)承受拉力與剪力，通過桿體具有的抗拉強(qiáng)度和抗剪強(qiáng)度對(duì)圍巖加以控制，避免其位移，確保圍巖受力保持在良好狀態(tài)下，防止支護(hù)破壞的發(fā)生。

3.3 施工工藝

（1）為了將噴體具有的柔性作用全面的發(fā)揮，支護(hù)實(shí)際噴射過程中應(yīng)保證初噴與復(fù)噴厚度，并且對(duì)這兩者間的間隔時(shí)間予以適當(dāng)控制。（2）增強(qiáng)光面爆破質(zhì)量，確保光面爆破效果，以使巷道成形好，防止巷道超挖情況的發(fā)生，這樣，噴體就不會(huì)有弱面的發(fā)生，噴體的支護(hù)強(qiáng)度和整體性才會(huì)不斷提升。（3）對(duì)于一些特殊地段，應(yīng)以雙層錨、網(wǎng)、噴結(jié)構(gòu)為主適當(dāng)?shù)淖龆沃ёo(hù)。（4）如實(shí)際中存在破碎帶、軟穩(wěn)定性差的圍巖，要以錨、網(wǎng)、噴支護(hù)為前提，使用U型鋼棚，砌柔性外襯石碹和離壁骨架實(shí)施復(fù)合支護(hù)。

4 結(jié)論

綜上所述可知，實(shí)際中，應(yīng)對(duì)巖巷支護(hù)的各類破壞形態(tài)加以全面的分析，結(jié)合實(shí)際情況，找出具體原因，制定高效完善的應(yīng)對(duì)措施，將問題抵制在萌芽之中。

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