1、1浅谈巷道施工中光爆锚喷支护技术的应用摘 要：随着科技的发展和技术的进步,目前,光面爆破技术在巷道掘进中的应用已较为成熟，但不同的围岩，岩层产状、硬度、倾角、破碎程度、含水状态、夹泥等各不相同，对爆破效果影响较大。本文主要阐述了煤矿在掘进过程中应用光爆锚喷支护技术，有效的提高工程质量及施工速度。供同行参考。 关键词：矿井；开采；掘进；光面爆破；锚喷支护；技术分析 中图分类号： TD214 文献标识码： A 文章编号： 一、前言 光爆锚喷与普通爆破法及传统的砌碹支护、支架支护相比，具有快速高效、经济、安全、劳动强度低、适应条件广等优点。锚喷支护技术在煤矿井巷工程中应用已有近 50 多年的历史，经
2、过不断的探索、实践和发展，锚喷支护已被广泛采用并在理论和施工中形成了比较完善的系统。锚喷支护做为一种支护形式，在采矿、水利、隧道等地下工程得到广泛的应用，有些矿井锚喷支护的巷道占巷道总量的 8090，称为锚喷化矿井。 二、合理选择光面爆破参数 合理选择爆破参数，使爆破后的井巷断面轮廓符合设计尺寸要求，在周边轮廓线上尽可能留下炮眼痕迹，保持围岩的自身强度，是光爆锚喷的基本要求。我们从实践中认识到提高光爆效果，主要是靠合理选择2光爆参数。 光面爆破时，涉及的参数很多，最主要的参数有炸药及装药结构，不偶合系数，炮孔间距，最小抵抗线，炮孔深度等等。这些参数可直接影响光爆质量，它们是光面爆破最基本的也是
3、最关键的因素。因此，合理正确的选择和确定这些参数至关重要。 1、炸药及装药结构 光爆所要求的炸药应是爆速低、猛度低、密度低、爆炸稳定性高的低级或低中级炸药。 2、不偶合系数 构成不偶合装药的途径：一是不改变现有普通硝铵类炸药药卷直径而加大炮孔直径。二是改变现有的药卷直径为小直径药卷或采用光爆专用炸药。实践证明，在一般光爆施工中，不偶合系数选用 1.52.0 光爆效果最好。 3、炮孔间距 E、最小抵抗线 W 实践证明：一般软弱岩体、中等坚硬的岩体和比较坚硬的岩体，孔距要小于或等于抵抗线厚度，这样，使相邻两眼孔产生的应力波相遇之后，才能在达到抵抗线边缘之前，贯通孔距。实际上不可能做到两眼孔同时起爆
4、，总要有些误差。这就必然考虑到两眼孔间的贯穿裂缝有时要靠先起瀑的那个眼孔来完成的可能性，所以孔距应比抵抗线小些，才容易实现。 通常在施工中，孔距 E 值可选在 300650 mm 左右。当岩石较软弱、节理裂隙较发育或巷道跨度较小时，E 值可适当减少为 300-400mm；中硬3或中硬以上的岩石，E 值可选在 400500?，岩石坚硬完整时，可选在450650mm。另外有人建议，把孔距 E 确定为炮孔直径的 815 倍。 4、炮孔深度 一般情况下不提倡眼孔深度少于 12m。当炮孔深度不足 1.8m 时为浅孔爆破；当炮孔深度在 1825m 时为中深孔爆破，孔深超过 25m时为深孔爆破。 三、锚喷支
5、护技术 1、岩巷中的锚喷支护方法 在较稳定的岩体内，一般巷道采用单锚、单喷或锚杆护顶不护帮的支护方式，主要巷道和硐室采用锚喷结合的支护方式。锚杆的布置方式一般为三花形，间排距一般为 800?800?，锚杆长度和喷射混凝土强度、厚度根据巷道断面、岩性、使用条件、服务年限等确定。 在岩层节理发育、松软破碎的岩巷中，主要采用锚网喷支护。因软岩巷道围岩变形较为明显，刚性的混凝土喷层不适应变形大的要求，用钢筋网给以加固来提高混凝土的整体性，使混凝土应力均匀分布，增加喷层的抗拉、抗剪强度防止喷层开裂；金属网的接茬处必须打一排锚杆，以保证网的铺设质量。锚杆的托板要压紧网片，并压紧至岩面，挂网后进行第二次喷射
6、混凝土，达到设计规定的厚度。 2、保征喷层质量及降低粉尘回弹的措施 为保证喷层质量我们对喷射混凝土的水泥标号、水质，砂子、石子等喷浆材料都有严格规定，并要求砂子、石子用水冲洗干净，严格控制喷浆材料的配合比、水灰比及添加剂掺量，初喷及复喷前都要吹洗岩4面粉尘，并保证喷层厚度，喷后派人对喷面进行定时洒水养护。 为了克服过去干喷混凝土粉尘大且回弹多等缺点，我们现在全部采用潮料喷射混凝土施工工艺。采取严控制喷头与受喷面的距离、夹角、气压和水压、均匀上料，喷射按自下而上螺旋轨迹运动等措施，可大大减少回弹。 3、锚喷支护质量的检测 锚喷支护质量主要检测项目为：锚杆数量、角度、锚固深度、间排距、锚固力、喷射
7、混凝土的厚度与强度等。检查的方法是：锚杆锚固力是在未被喷射混凝土覆盖前，采用锚杆拉力计进行检测；锚杆间、排距的检测是在未被喷射混凝土覆盖前，在工作面用量尺直接量测；锚杆角度采用量尺检测锚杆与围岩表向的垂直度；喷层厚度采用打深度孔量尺直接量测；混凝土的强度采用点荷载法检测，计算出混凝土的强度。 四、几点误区 1、喷射混凝土层过厚 巷道施工时，在围岩稳定性较差的条件下，加大喷层厚度是正确的，但这个厚度的增加是有限的。有不少矿井在巷道穿过破碎地带时把喷层厚度过于加大，甚至超过 250?。 “喷射混凝土层越厚，其支护作用越好”的观点是错误的。 喷射混凝土在巷道支护中起着四个方面的作用：一是及时封闭围岩
8、，防止其进一步风化；二是改善围岩的应力状态，提高围岩的强度，以较高速度喷出的混凝土射入围岩张开的节理、裂隙并固结围岩，提高了岩体的整体强度，覆盖在围岩表面一定厚度的混凝土喷层使巷道周边围岩5从双向应力状态变为三向应力状态，提高了抵抗变形破碎的能力；三是柔性支护作用，喷射混凝土能和围岩紧密地粘结在一起，在喷层厚度不大时具有一定的柔性，能随围岩一起位移，并在位移过程中对围岩产生支护反力。四是组合拱作用，喷射混凝土把破碎的岩块联成整体，形成承载结构组合拱。 2、在施工中以一次喷全厚代替两次喷射 喷射混凝土厚度在 50100?以上时应该分两次喷射，即在围岩开挖后初喷 2050?，以后在围岩基本稳定后进
9、行二次喷射达到设计厚度。不少矿井为了减轻劳动强度，加快掘进速度，把分两次喷射的混凝土并成一次完成。 “既然喷层厚度一样，支护效果就差不多” 。这种观点或做法也是错误的。一次喷射和分两次喷射在支护作用原理与效果上有很大差别。 (1)喷层对围岩的支护作用不同。混凝土喷层的柔性随其厚度增大而减小。初喷较薄的混凝土既能及早封闭围岩，防止进一步风化，又具有较大柔性，能随围岩一起变形、位移，使围岩内部的应力得以充分释放，大大降低二次支护的负荷。把两次喷射并成一次完成，过早地喷上较厚的混凝土，限制了围岩内部能量的释放，增大了支护负荷，降低了相同支护参数下的支护效果。 (2)喷层与围岩的致密紧贴程度不同。混凝
10、土在高速喷射过程中，水泥颗粒受到连续碰撞冲击，与围岩能致密紧贴，但其致密紧贴的程度是受末固结喷层厚度的影响的。喷层厚度增大，自重增大，尤其会降低巷道顶部的喷层致密程度；喷层厚度增大，已喷混凝土尚未固结、塑性较6大，也降低了后续喷层的致密性；如果能分两次喷射，第一层喷层已经固结后再喷，这一不利因素即会消除。 由上可知，喷层总厚度相同，分两次喷还是并成一次完成，在喷层的致密程度、喷层强度以及对围岩的支持作用上有很大差别，支护效果有很大差别。 3、选用不合理的支护型式与锚喷支护配合 除了锚喷支护以外，可缩性 U 型钢拱型支架也是我国煤矿常用的支护形式。在围岩破碎、地压较大时，不少矿井把这两种常用支护
11、型式联合起来，并称之为“加强支护” 。锚喷支护允许围岩有一定的变形位移并在此过程中对围岩产生支护反力，这个位移主要是径向位移。许多这类支护的破坏型式是喷层鼓起、开裂、脱落，然后是钢骨架裸露、变形，最后巷道破坏。 4、支护参数不合理 在许多矿区，不同地质条件下的巷道支护参数变化不大，甚至没有变化，其原因是缺乏可靠的依据来调整支护参数，以至于造成大量浪费或支护不够安全，埋下了施工隐患。 巷道支护参数的确定受许多因素的影响，如围岩的强度与节理裂隙的发育程度、矿山压力的大小与方向、受采掘影响的程度和时间以及巷道施工的工艺过程等等，至今仍无较为精确的确定方法，目前常用的还是工程类比法；工程类比法确定支护
12、参数简单易行，但不够准确。在施工设计时，为了不担风险，设计者往往偏于过分保守，从而造成大量浪费。 7五、几点体会 1、锚喷支护突破了传统的支护概念，优越于传统的支架、砌碹支护方式，通过对围岩的及时锚固和喷射混凝土，变被动支护为主动支护，提高了围岩强度，防止围岩的松动和风化，充分发挥围岩本身的支承自稳能力。 2、由于矿井地质条件复杂，岩体结构多变，在应用锚喷支护技术时，必须根据具体情况，具体分析，研究合理的锚喷支护结构。 3、锚喷支护必须与光面爆破相结合。光面爆破是搞好锚喷支护的关键之一。施工时要根据不同的岩性及时调整爆破参数，保证巷道掘进时光爆成型好。 4、锚喷支护的质量与锚喷支护材料、各道工序的质量有关。锚喷支护材料必须符合规定，各道施工工序必须按质量标准严格把关，并建立行之有效的管理制度，严格执行，以保证施工质量。
