中空注浆锚索在高压煤巷中的应用

2011年第4期No.42011

煤炭科技

53

COALSCIENCE＆TECHNOLOGYMAGAZINE

文章编号：1008－3731（2011）04－0053－03

中空注浆锚索在高压煤巷中的应用

2，

贾宝亮1，耿耀强1

（1.中国矿业大学矿业工程学院，江苏徐州221116；2.中煤第五建设有限公司第一工程处，江苏徐州221006）

摘要：针对紫金煤业高应力软煤岩巷道支护困难的现状，提出了采用锚带网喷＋中空注浆

锚索联合支护的方案。介绍了中空注浆锚索支护机理、施工工艺，制定了联合支护方案，并试验结果表明，采用该联合方案能较好地控制巷道围岩在1203面材料巷进行了支护试验。变形。

关键词:中空注浆锚索；锚注加固；高应力软煤岩中图分类号：TD353

文献标志码：B

紫金煤业1203面位于一号井一采区，东至1205面，西至1201采空区，南为3条上山巷道，北为井田边界。地面标高1025～1217m，井下标高780～860m。1203面主采山西组2煤，以半亮煤为主，暗煤次煤厚2.2～2.4m，属稳之，层状结构，倾角平均15°，为半煤岩巷道，定中厚煤层。1203材料巷沿顶掘进，

其断面形状为不规则四边形。矿井生产时，正常涌水量为600m3/d，最大涌水量为900m3/d。

煤层有一层伪顶，平均厚0.5m，黑色泥岩；直接顶为泥页岩，平均厚2m，以黑色泥岩为主，层理明显性脆，易风化，夹一层200～300mm厚的煤线；青灰色，硅质胶基本顶为中粗砂岩，平均厚2.5m，结，致密，坚硬，裂隙不发育；直接底为泥岩，平均厚2.5m，以黑色泥岩、黑色砂质泥岩为主。

地应力测量结果显示，该矿地应力以水平应力为主，约为自重应力的两倍。最大水平构造应力的方向是沿煤层倾向。采区顺槽由于其断面平行于最大水平应力，直接受高应力作用，在顶底板内形成应力集中，极易破坏。

主采煤层的单轴抗压强度仅10MPa。一般煤层的强度多为15MPa以上。该矿巷道的软煤墙在高压力作用下极易发生破坏。

索和端锚有机地结合在一起的新型支护技术。该矿新型锚索除了具有普通锚索的吊、挤压加固、组合拱及楔固等作用外，还具有以下主要支护作用。

（1）改善围岩性质，提高围岩承载能力。注浆后浆液将松散破碎的围岩胶结成整体，提高了岩体内摩擦角及弹性模量，从而提高了岩体强内聚力、

度，可实现利用围岩本身作为支护结构的一部分；且与原岩形成一个整体，使巷道保持稳定而不易破坏。

（2）全长锚固。中空锚索注浆后，使普通端锚或加长锚锚索变为全长锚固，使锚索与围岩形成整体，充分发挥锚索的锚固作用。

（3）高预应力锚索。中空注浆锚索具有预应力锚索的特点，索体采用高强度螺旋肋预应力钢丝编先绞而成，特别适用于施加很高的预应力。施工时，将锚索张拉至设计锚固力值，再进行锚索孔全长范围内的高压注浆,从而保证锚索在全长范围内具有较高的预应力,真正实现锚索对破碎岩层的主动支护,岩体压力荷载便通过锚索被传递到深部稳定的岩体,深部稳定的岩层自稳潜能得到充分发挥,从而可有效控制巷道变形。

（4）强化组合拱。利用中空注浆锚索注浆充填围岩裂隙，配合锚网喷支护，可形成一个多层有效组合拱，即喷网组合拱、锚杆压缩区组合拱及浆液扩散加固拱，从而扩大支护结构的有效承载范围,提高支

1中空注浆锚索支护机理

中空注浆锚索是一种将现代注浆技术、柔性锚