一、引言

　　在煤礦井下掘進(jìn)施工過程中，工字鋼棚支護(hù)時(shí)巷道圍巖松動(dòng)范圍大，支護(hù)跨度和支護(hù)強(qiáng)度均有一定的局限，而采用錨索具有錨固深度大、承載能力高、可施加一定的預(yù)緊力等特點(diǎn)。通過錨索以一定方式錨固在圍巖深部穩(wěn)定巖層上，外露端由錨具配合托梁，再對(duì)工字鋼棚梁進(jìn)行懸吊，從而形成了復(fù)合的支護(hù)結(jié)構(gòu)，這樣能達(dá)到有效加固目的，并保證施工巷道的安全。

　　二、選取支護(hù)構(gòu)件

　　1、 錨具及托梁

　　作為錨索的錨具，則是為了保持鋼絞線預(yù)緊力，并將其傳遞到被錨圍巖上所用的永久性鎖緊裝置。托梁一般采用合適長(zhǎng)度的槽鋼或礦用工字鋼，并將托梁上加工長(zhǎng)孔。安裝時(shí)錨索外露端穿過托梁上的長(zhǎng)孔，依次安裝轉(zhuǎn)用墊塊和錨具。錨具鎖緊鋼絞線同時(shí)，將托梁緊固在錨索上，并使托梁與錨索連成整體，以便共同發(fā)揮加強(qiáng)支護(hù)的作用。

　　2、錨索

　　錨索都是由有一定彎曲柔性的鋼絞線制成的，并配有錨具，這樣可施加較大的預(yù)緊力，對(duì)巷道圍巖進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)加固的也牢靠。其錨索結(jié)構(gòu)可分為：內(nèi)錨固段、鋼絞線自由段、外錨固段幾個(gè)部分。

　　3、錨固劑

　　對(duì)于錨固劑，則有水泥漿、樹脂膠泥和普通樹脂藥卷等幾種。在現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)，為簡(jiǎn)化錨索安裝的工序，并使錨索能及時(shí)承載，通常采用普通樹脂藥卷加長(zhǎng)錨固(即里段采用超快或快速樹脂藥卷、外段采用中速樹脂藥卷)。當(dāng)巷道的圍巖比較破碎或巷道服務(wù)年限較長(zhǎng)時(shí)，可采用樹脂注漿聯(lián)合錨固。樹脂端部錨固后，再實(shí)施水泥注漿，并進(jìn)行全長(zhǎng)錨固，以提高錨固力和效果。

　　三、錨索托梁加強(qiáng)支護(hù)的具體應(yīng)用

　　1、斷面硐室支護(hù)

　　對(duì)于斷面硐室采用錨網(wǎng)支護(hù)前，同樣采用工字鋼棚支護(hù)(比如綜采工作面運(yùn)輸巷帶式輸送機(jī)機(jī)頭硐室)。對(duì)機(jī)頭硐室，我們是根據(jù)帶式輸送機(jī)設(shè)備安裝需要，采用5.0m×3.6m(梁×腿)規(guī)格的工字鋼棚支護(hù)，梯形斷面面積為22m2。工字鋼支架需配套安裝輔助梁，并且采用棚距400mm的密棚支護(hù)。

　　2、平面交岔點(diǎn)支護(hù)

　　我礦部分采區(qū)大巷由于是多年前掘成的巷道，均采用了工字鋼棚支護(hù)方式。采區(qū)內(nèi)工作面圈定過程中，有時(shí)需要從采區(qū)運(yùn)輸大巷開口掘進(jìn)，并有聯(lián)絡(luò)巷要與采區(qū)回風(fēng)大巷相通，對(duì)應(yīng)的交岔點(diǎn)也是采用工字鋼棚支護(hù)。為了保證交岔點(diǎn)支護(hù)強(qiáng)度，通常采用錨索托梁對(duì)交岔點(diǎn)工字鋼穿梁和抬棚進(jìn)行加固。

　　3、立體交岔點(diǎn)支護(hù)

　　我礦采準(zhǔn)巷道由于采用全煤巷布置方式，巷道穿越立體交岔均在同一煤層，所以立體交岔點(diǎn)支護(hù)的有效性尤其重要。立交點(diǎn)上巷為工字鋼棚支護(hù)時(shí)，也需要采用錨索托梁對(duì)工字鋼棚梁進(jìn)行懸吊加固技術(shù)，這樣才能保證立交點(diǎn)支護(hù)的安全性和有效性。

　　四、關(guān)鍵施工技術(shù)

　　1、構(gòu)件強(qiáng)度合理匹配

　　1對(duì)于托梁的承載能力，則與托梁的支護(hù)跨度有關(guān)。施工時(shí)托梁上錨索間距不能太大，一般不超過2m，否則就會(huì)使托梁彎曲變形，將會(huì)造成與所加固的公子鋼梁接觸不均勻，影響加強(qiáng)支護(hù)的強(qiáng)度與效果。

　　2托梁的承載能力應(yīng)與索體強(qiáng)度相匹配。托梁一般采用適合長(zhǎng)度的礦用工字鋼。錨索與托梁的結(jié)合的過程中，常用U型托梁卡。一般U型托梁卡有20mm厚鋼板壓制加工而成，呈水平狀態(tài)的兩個(gè)耳子上預(yù)先打設(shè)有穿錨索孔。托梁放在U型卡之內(nèi)，雙錨索穿過卡的兩耳在用錨具鎖緊。這樣的結(jié)合，U型托梁卡強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)都存在缺陷，就是：當(dāng)壓力較大時(shí)，托梁卡的耳子將發(fā)生變形、由水平狀態(tài)逐漸被拉直，錨索鋼絞線外露段與卡具耳子接觸處將受到橫向剪切力作用，出現(xiàn)鋼絞線段股現(xiàn)象，最終導(dǎo)致錨索托梁加固失效。所以一般取消托梁卡，則采用在托梁上直接加工穿錨索長(zhǎng)孔，錨索外露端穿過托梁上的長(zhǎng)孔后，依次安裝專用墊塊和錨具即可。

　　2、張拉預(yù)緊適當(dāng)

　　一般采用錨索托梁對(duì)工字鋼支架進(jìn)行加固時(shí)，其錨索的張拉預(yù)緊一定要適度。現(xiàn)場(chǎng)還必須要求工字鋼梁與巷道頂部圍巖之間盡量絞實(shí)，否則錨索托梁的預(yù)加固作用難以發(fā)揮。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工實(shí)踐，工字鋼梁頂部絞實(shí)的情況下錨索的張拉預(yù)緊力在30kN左右較為合適。

　　3、保證錨固的有效性

　　1對(duì)于圍巖較破碎或服務(wù)年限較長(zhǎng)的巷道，為保證錨索有效錨固，常采用樹脂注漿聯(lián)合錨固。樹脂端部錨固后，實(shí)施水泥注漿，進(jìn)行全長(zhǎng)錨固。注漿是用注漿泵把液體的水泥質(zhì)注漿體一定的壓力注入孔中的施工過程。錨索注漿是為了形成全長(zhǎng)錨固并為錨索提供防腐蝕保護(hù)層。再說，一定壓力的注漿可以使注漿體滲入地層的裂隙和縫隙中，從而起到固結(jié)地層、提高地層承載力的作用。對(duì)于注漿材料，一般采用硅酸鹽水泥漿液。用水和不低于425#水泥加入一定量的穩(wěn)定劑即可形成水泥漿液。但是，水灰比要選擇適當(dāng)，以保證漿液有足夠的流動(dòng)性，且在凝固后具有良好強(qiáng)度特性，收縮率低和較強(qiáng)的耐久性。根據(jù)實(shí)驗(yàn)，錨索用水泥漿的最適宜的水灰比為0.40～0.45。但是，在吸水性很強(qiáng)的地層中或要求充填地層裂隙的注漿體時(shí)，其水灰比可以較大。

　　2對(duì)于工字鋼棚支護(hù)圍巖松動(dòng)范圍大的巷道，則采用錨索托梁對(duì)工字鋼支架進(jìn)行加固。首先要合理確定錨索長(zhǎng)度，保證內(nèi)錨端能錨固在圍巖深部穩(wěn)定巖層。同時(shí)，錨索安裝要保證質(zhì)量，頂板破碎、表面離層時(shí)，錨索孔打好后，安裝錨索前應(yīng)對(duì)鉆孔重新進(jìn)行檢查，要對(duì)塌孔、掉塊應(yīng)進(jìn)行清理或處理。為避免樹脂藥卷安裝中出現(xiàn)卡阻等現(xiàn)象，可使用安裝套管進(jìn)行導(dǎo)入安裝。

　　3在錨索采用樹脂注漿聯(lián)合錨固后，當(dāng)注漿完成后應(yīng)立即進(jìn)行張拉。若張拉不及時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致錨索與水泥注漿體之間、注漿體與孔壁之間結(jié)合面出現(xiàn)錯(cuò)動(dòng)或裂隙，從而減弱注漿體的錨固效果。

　　五、結(jié)束語

　　利用錨索托梁作為一種補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)，在煤礦井巷支護(hù)工程實(shí)踐中應(yīng)用效果較好，能保證支護(hù)的強(qiáng)度。當(dāng)錨索托梁加強(qiáng)支護(hù)與工字鋼棚結(jié)合使用，通過對(duì)錨索的有效錨固、錨索適度張拉預(yù)緊、托梁構(gòu)件強(qiáng)度合理匹配等進(jìn)行技術(shù)控制，從而能取得滿意的支護(hù)效果。采用錨索托梁進(jìn)行支護(hù)補(bǔ)強(qiáng)，這樣也拓展了工字鋼棚支護(hù)的應(yīng)用范圍，可以使工字鋼支護(hù)斷面適當(dāng)?shù)靡栽龃螅ёo(hù)的棚距也可適當(dāng)放寬，這樣就有利于施工進(jìn)度的提高，起到快速高效的支護(hù)效果。

　　參考文獻(xiàn)

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