淺談煤礦井下巷道支護(hù)

　　煤礦井下巷道開挖之后，巷道頂幫圍巖原有的三向應(yīng)力的平衡狀態(tài)被打破，為了保持煤礦巷道的穩(wěn)定性，避免圍巖出現(xiàn)垮落或過(guò)大變形，巷道掘進(jìn)后一般都要進(jìn)行支護(hù)。目前，我國(guó)大部分煤礦采用錨網(wǎng)、錨索噴聯(lián)合支護(hù)技術(shù)。在采用錨網(wǎng)、錨索噴聯(lián)合支護(hù)技術(shù)后，可明顯改善圍巖受力狀態(tài)，有效地控制圍巖變形，提高支護(hù)的安全可靠性。與砼碹相比，錨噴、錨網(wǎng)噴和、錨網(wǎng)索噴聯(lián)合支護(hù)技術(shù)可減少掘進(jìn)荒斷面，降低支護(hù)費(fèi)用，經(jīng)濟(jì)效益顯著。錨噴、錨網(wǎng)噴和、錨網(wǎng)索噴聯(lián)合支護(hù)技術(shù)可縮短工期。因掘進(jìn)斷面比砼碹支護(hù)方式小，掘進(jìn)工程量小，掘進(jìn)速度快，可縮短工期20%左右。
　　1.煤巷錨桿支護(hù)
　　使用錨桿支護(hù)的作用
　　使用錨桿支護(hù)，既可發(fā)揮其加固拱作用和懸吊作用，使復(fù)合頂板內(nèi)的各煤巖體與錨桿緊固成一個(gè)所謂的“組合梁”，從而提高頂板巖層的抗彎強(qiáng)度，減少各巖層層面滑移、離層和冒落的機(jī)率，從而保證巷道的穩(wěn)定性。直接經(jīng)濟(jì)效益：以6.4m2斷面的每米支護(hù)費(fèi)用對(duì)比，使用錨桿支護(hù)，每m巷道支護(hù)費(fèi)用為186.16元，節(jié)約火工品費(fèi)用25元，且巷道不需維修。而使用棚式支護(hù)，每m巷道掘進(jìn)支護(hù)費(fèi)用為165元，維護(hù)費(fèi)用為165元。間接經(jīng)濟(jì)效益：使用錨桿支護(hù)，較棚式支護(hù)單進(jìn)提高了10%，掘進(jìn)工效提高了38%，提前準(zhǔn)備出來(lái)工作面供采。社會(huì)效益：使用錨桿支護(hù)代替原來(lái)的棚式支護(hù)，取消了木材消耗，有效地保障了國(guó)家“天然林保護(hù)工程”順利實(shí)施，有利于環(huán)境保護(hù)。同時(shí)也減輕了操作人員的體力勞動(dòng)，消除了棚式支護(hù)所帶來(lái)的操作不安全隱患，改善了操作人員的勞動(dòng)環(huán)境，杜絕了超時(shí)勞動(dòng)和超體力勞動(dòng)的現(xiàn)象。
　　2.煤巷錨桿網(wǎng)噴漿支護(hù)
　　2.1使用錨桿網(wǎng)噴漿支護(hù)作用
　　錨桿網(wǎng)噴漿支護(hù)既能充分發(fā)揮錨桿作用，又充分發(fā)揮噴射混凝土的作用。同時(shí)網(wǎng)使圍巖表面破碎圈完整化，使噴層平整均勻，增加抗彎、抗剪能力，并具有較高柔性和較大的允許變形量。
　　錨桿網(wǎng)噴漿支護(hù)突破了傳統(tǒng)舊的支護(hù)形式和支護(hù)理論，不是消極地支護(hù)已松動(dòng)的圍巖，而是主動(dòng)地保持圍巖的完整性、穩(wěn)定性，控制圍巖變形、位移及裂隙發(fā)展，充分發(fā)揮圍巖自身的支承作用。即以護(hù)為主，以支為輔，是加固松動(dòng)圈而不是支護(hù)松動(dòng)圈的一種較為合理且適用斷層破碎帶不穩(wěn)定巖石的一種支護(hù)形式。
　　2.2使用錨桿網(wǎng)噴漿支護(hù)現(xiàn)狀
　　在全礦區(qū)主要運(yùn)輸大巷、回風(fēng)大巷都采用了錨桿網(wǎng)噴漿支護(hù)。
　　2.3噴射混凝土
　　2.3.1噴射混凝土厚度選擇
　　噴層過(guò)薄影響支護(hù)強(qiáng)度，過(guò)厚影響其柔性，使脆性增加，易于圍巖離層，而使圍巖形成的承載結(jié)構(gòu)不能保持。根據(jù)巷道服務(wù)年限、跨度、圍巖穩(wěn)定性和該礦實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，確定噴射混凝土厚度為100mm。分二次噴射混凝土，初噴厚度40mm，復(fù)噴達(dá)到100mm厚度。
　　2.3.2噴射混凝土材料要求
　　選用42.5強(qiáng)度等級(jí)的普通硅酸鹽水泥，采用粒徑為0.3mm-3mm的中砂，石子直徑不大于25mm，水泥：砂子：石子=1：2.5：1.5。
　　2.3.3噴射混凝土參數(shù)
　　選用旋轉(zhuǎn)式ZHP-2型混凝土噴漿機(jī)，工作壓力0.12MPa-0.18MPa，噴口到噴面距離1m-1.5m，輸料管長(zhǎng)20m，速凝劑控制在3%-5%范圍內(nèi)，噴兩墻時(shí)取小值，噴拱頂時(shí)應(yīng)取大值，并做到潮拌料，噴前巖壁灑水，降低回彈、粉塵，保證混凝土的強(qiáng)度。
　　3.巖巷錨噴錨網(wǎng)混凝土支護(hù)
　　噴射混凝土作為用噴射方法制備的混凝土，是砂石料、水泥和速凝劑等材料攪拌而形成，借助混凝土噴射機(jī)使混合物在壓縮空氣的作用下，通過(guò)軟管輸送到噴嘴處。在噴嘴處加水混合并形成料束，高速噴敷在圍巖表面上，就可形成噴射混凝土層，以支護(hù)礦井圍巖。錨桿和噴射混凝土兩種支護(hù)手段經(jīng)常相互配合、補(bǔ)充，聯(lián)合使用，形成錨桿噴射混凝土支護(hù)，能夠增加它們對(duì)圍巖的支護(hù)能力，可以適應(yīng)多種圍巖條件。
　　噴射混凝土的原材料及其配比
　　（1）水泥。應(yīng)優(yōu)先選用普通硅酸鹽水泥，它凝結(jié)硬化快，保水性好，早期強(qiáng)度增長(zhǎng)快。也可從實(shí)際出發(fā)選用礦渣硅酸鹽水泥或火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥。水泥標(biāo)號(hào)一般不得低于325號(hào)，過(guò)期、受潮結(jié)塊或混合的水泥不能使用。
　?。?）砂子。應(yīng)采用堅(jiān)硬耐久的中砂或粗砂，細(xì)度模數(shù)應(yīng)大于2.5，含泥量要小于3%。細(xì)砂會(huì)增加噴射混凝土的干縮變形，過(guò)細(xì)的粉砂易產(chǎn)生粉塵，影響操作人員的身體健康。
　?。?）石子。應(yīng)采用堅(jiān)硬耐久的卵石或碎石，粒徑小于15mm。卵石因其光滑干凈，對(duì)噴射機(jī)和輸料管路磨損少，有利于遠(yuǎn)距離輸料和減少堵管故障。碎石混凝土比卵石混凝土強(qiáng)度高，噴射作業(yè)中回彈率也較低，但碎石有棱角，表面粗糙，會(huì)對(duì)噴射機(jī)和輸料管路磨損，應(yīng)少用。
　?。?）水。飲用水及潔凈天然水可以作為噴射混凝土混合水?；旌纤粦?yīng)含有影響水泥正常凝結(jié)與硬化的物質(zhì)，不得使用污水和酸性水。
　?。?）速凝劑。一種以鋁酸鹽和碳酸鹽為主；一種以水玻璃為主；按形狀又可分為粉狀和液體兩類。速凝劑能使噴射混凝土凝結(jié)速度快、早期強(qiáng)度高、后期強(qiáng)度損失小、縮變形增加不大、對(duì)金屬腐蝕小、在低溫（5℃左右）下不致失效，用量一般約為水泥用量的2.5%-4%。由于噴射混凝土施工工藝的特點(diǎn)，在選擇噴射混凝土配比時(shí)，既要滿足支護(hù)方面的要求，還應(yīng)考慮施工工藝的要求。
　?。?）錨桿噴射混凝土支護(hù)是錨桿和噴射混凝土聯(lián)合支護(hù)的一種支護(hù)結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)既能充分發(fā)揮錨桿的作用，又能充分發(fā)揮噴射混凝土的作用，兩種作用相結(jié)合，有效地改進(jìn)了支護(hù)的效能。