浅析锚注支护技术在巷道修复中的应用

摘要：锚注支护技术，根据失修巷道的不同情况，进行不同层次的锚注，能够保证修复后巷道的稳定性，使巷道的通风状况与运输状况运行良好，从而具有积极的推广运用价值。

关键词：锚注支护；道修复；参数选择；施工工艺

近年来，存在一些地应力大且围岩呈显著软岩的巷道，因其围岩条件差，变形波动大，稳定性差且可锚性差的情况，已经无法满足正常的运输，必须对其进行加固修复。而修复的重点可以从提高围岩的强度，弹性模量和改变围岩变形规律等特点入手，然而采用哪种修复技术去修复这些巷道，这已经成为一个艰难的选择

1. 实施方案的选择

综合当前的一些主要的支护修复方法，我们可以从以下的表格中清楚地了解其各自的优势和短处。

从表中可以看出，没有哪一种支护体系能够比较完美的满足此巷道的加固修复工作，由于需要支护的巷道损坏严重，为了达到能使巷道修复加固后，其断面能够满足要求的目的，必须对巷道进行全断面返修。而锚注支护技术作为当今的一种新型支护手段，针对软岩和动压巷道可锚性差，易造成锚杆锚固力低和失效的情况，加固修复效果显著，优势突出。

2. 锚注支护技术的概述

2.1 锚注支护机理

在锚喷支护基础上或在原金属支架、砌碹支护基础上，通过使用注浆锚杆向岩中注浆。注浆可以通过改变围岩的松散结构，提高内摩擦角和粘结力，封闭裂隙和围岩强度，使其形成新的承载结构，从而加强其承载力。同时浆液可以隔绝空气，防止围岩风化和封堵围岩的裂隙。而且当普通锚杆变成全长锚杆时，可以形成组合拱结构，提高支护结构的承受能力和稳定性，降低底板应力集中度，有效地控制底鼓，从而阻止了巷道的变形破坏，维持巷道长期稳定。

2.2 锚注支护参数

(1)普通锚杆：规格为20×2000mm，每孔2个树脂锚固剂，锚固力50 KN 以上，且呈全断面矩形布置，间排距为800mm×800mm。

(2)注浆锚杆：规格为D2mm×2000mm，英寸铸铁管制作，杆体上钻有6×D 6注浆孔， 注浆锚杆间排距1600 mm×1600 mm，全断面矩形布置。最下排注浆锚杆距巷道底板500 mm，与水平夹角30度以控制底鼓。注浆锚杆要求外露长度不大于50mm，钻孔直径为42mm。

(3)钢丝绳：采用旧钢丝绳按照锚杆间排距纵横排好，纵绳长不少于15m，横绳全断面一根。

(4)水泥单液浆:水泥采用425号普通硅酸盐水泥，水灰比为0.8～1.2，局部加水玻璃，用量为水泥质量的3% ~ 5% ，注浆压力控制在1.5MPa以下。

3. 锚注支护的施工工艺及技术要求

3.1施工技术要求

施工前，技术人员应进行敲帮问顶，找出危岩的存在。修复时严禁大面积拉改，修复时的顺序应从上向下，每修复一处时，应在其下面10m处设挡矸板，并在巷道口设置警戒，防止人员受伤。施工完成后拆除支架时要先快板后支柱逐棚进行，严禁同时拉两棚。

3.2 锚注支护前的准备工作

(1) 施工前必须提前制定注浆操作规程。锚杆间排距应该按照设计的要求安排，锚杆眼深度要与锚杆配套，并且垂直于岩面。网的搭接处要用铁丝绑扎好，同时上紧托盘。

(2) 通过注水确定松动圈长度打钻孔埋，设长度相差0.5m的系列4分钢管，每根钢管与孔深保持一致，而且每根钢管除底部150mm 之外，其他的至孔口必须全部用围岩孔壁与快硬水泥封实，完成后需要定期注水，通过观测消耗的水压及水量的变化，来确定松动圈情况。

(3) 确定浆液有效扩散半径，根据马格公式

式中r为注浆孔的半径，n为围岩孔隙率，K为浆体的涌透系数，t为浆体的胶凝时间，P为注浆压力，C为浆体相对水的粘度。从上式可以明显看出，注浆的有效半径的大小与浆液自身性质和注浆压力关系较大，与注浆时间关系较小。

3.3施工工艺

(1)由于失修的巷道断面缩小，支护严重变形，所以必须拆除原支护，卧刷巷道。

(2)为了防止卧刷的巷道断面的围岩风化，应对其进行及时封闭。采取的措施是喷上砼作支护.

(3)按照要求现场点好眼位，设计深度，孔打完后应将孔内积水和岩灰清理干净。

(4)安装注浆锚杆和桁架，每个断面安装长锚杆12根，短锚杆6根。桁架采用16的盘园刚与螺纹钢制成，当断面上安装了18根锚杆后，将锚杆桁架固定在锚杆上面,锚杆与桁架之间用锚杆托板加螺母将桁架压紧。

(5)当安装好3排锚杆桁架后，此时就可以挂钢筋网了，当网挂好后，再喷射148mm厚的砼层。另外需要将锚杆桁架和钢筋网均匀分布，从而使它们形成一个封闭支护结构。

(6)注浆，在这个过程中要注意注浆量及它的注浆效果，可以按照下面的注浆统计表实施此过程。

从上数据来看，巷道修复平均每孔注浆量应保持在2袋水泥左右，而根据马格公式，从施工来看，浆液的扩散半径应该在2.0mm以上。

4. 锚注支护效果分析及经验总结

4.1 锚注支护效果分析

锚注支护通过浆液胶结破碎围岩、封堵围岩裂隙，能够将松散破碎的围岩胶结成组成一个整体，从而提高了岩体的强度，提高了岩体自身抵抗地压的能力，增强了围岩的稳定性，延长了巷道的服务年限。锚注修复施工简便，劳动强度显著减少，节约了人工工资及材料费用，而且其进度快，调整灵活，能及时地调整对巷道修复顺序，为处于集中应力及动压区的巷道修复找到了一条有效的修复方式。

4.2经验总结

(1)巷道加固必须在工作面超前支承压力影响范围以外进行，以提高支护效果和稳定性。

(2)锚注支护作为主动支护的一种修复技术，与传统被动支护技术相比较，它能最大限度地调动支护对象与支护体共同支护，封闭围岩防止其风化和水化。

(3)锚注支护技术的特点是成本低、速度快、稳定性好，支护强度高，正是因为这些特点，锚注支护技术已成为加固岩巷的发展方向。

参考文献：

[1]冯建锋,锚注支护修复巷道技术[J].水力采煤与管道运输,2010,[2]

[2]赵磊,吴国华,锚杆- 锚索支护在采动影响巷道修复中的应用[J].山东煤炭科技,2010,[3]

[3]王峰,王海龙,吴学健,锚注支护在综放跨采巷道修复中的应用[J].煤炭工程2007,[10]

[4]姚尚元,吴传军,锚注支护在巷道修复中的应用[J]. 煤炭技术,2006,[6]

注：“本文中所涉及到的图表、公式、注解等请以PDF格式阅读”