1、汪家寨煤矿“锚、网、喷、注”一体化支护摘 要汪家寨煤矿通过反复实践，摸索总结巷道锚网喷注的合理参数及支护工艺，改变了巷道的承压方式，有效地解决了长期影响矿井安全生产、制约生产能力发挥的关键问题，实现了矿井原煤产量的大幅度提升。 关键词全锚索；注浆；全长锚固；一体化 中图分类号：TD353 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）44-0035-01 近几年来，汪家寨煤矿坚持“巷道不治、矿无宁日”的理念，把巷道治理作为矿井的安全技术管理的重要工作；通过将近 4 年时间的摸索实践，掌握了锚网喷注巷道支护的合理参数和施工流程，为破碎“三软”厚煤层巷道支护摸索总结了一套切合矿区实际的支
2、护方式，从而达到了治理巷道、提高矿井安全管理水平、实现矿井生产能力大幅度提升，达到安全高效，高产稳产的目的。 1 传统支护形式对矿井安全生产的制约 1.1 型钢支护 在汪矿过去的支护形式中，多采用工字钢及 U 型钢支护，由于型钢支架是被动承压，只有在围岩破坏变形后，随着围岩破坏变形的增加，支架支护阻力逐渐增加，当支架承受不住巷道围岩弹性、塑性变形产生的载荷及围岩破坏松动产生的岩体重量时，就表现为支架变形，甚至翻转，维修不及时就会导致巷道冒顶，因此巷道在掘进及回采过程中需进行多次返修，维修费用居高不下。在工作面回采过程中，替换支架困难，而且大量棚梁及棚腿极难回收，浪费极为严重。 1.2 锚杆支护
3、 随着煤矿锚杆支护技术的日趋成熟，我矿也采用了胀壳性锚杆、管缝锚杆、管缝锚杆配合树脂锚杆及树脂锚杆配合锚索、树脂锚杆（锚索）配合钢带等支护技术，但巷道施工一段时间后，围岩被风化，变得松软破碎、跨落，致使锚杆托板与岩面之间悬露，失去了锚杆的组合拱、悬吊梁、巷道围岩强化等作用，整个巷道逐步出现垮帮、漏顶现象，巷道破坏变形严重，被迫对巷道进行重复修复。由于支护问题所导致的巷道修复周期短，矿井虽然投入了大量的人力、物力，失修状况依然严重，严重制约了矿井的安全生产。 2 “锚网喷注”支护设计 2.1 锚网喷注支护原理 2.1.1 锚索作用原理：是用锚索将软弱的直接顶板吊挂于其上的 坚固的老顶上，或是用锚
4、索将因巷道开挖而引起松动的岩石连接在松动区外的完整坚固岩体上，使松动块体不致下滑，形成有效的组合拱；2.1.2 喷射混凝土作用：喷射混凝土以较高的速度射入张开的节 理裂隙，产生如同石墙灰缝一样的黏结作用，从而提高了岩体的黏聚力和内摩擦角，也就是提高了围岩的强度，同时喷射混凝土层封闭了围岩，能防止因水和风化作用造成围岩的破坏和剥落；锚索与喷射混凝土的联合作用，可以防止局部岩块的松动和垮落，从而加固并提高岩石拱的承载能力；在喷射混凝土之前敷设金属网，喷后成为钢筋混凝土层，提高喷层的整体性，改善喷层的抗拉性能，形成锚网喷注联合支护，能有效的支护松散破碎的软弱岩层。 2.1.3 注浆作用原理：注浆则是
5、根据渗透注浆理论，利用专用设备将一定配比的水泥浆在一定的压力作用下，通过锚索（注浆）孔对围岩裂隙进行充填加固，使巷道周边围岩与钢筋网、锚索等形成一个整体，确保巷道变被动支护为主动支护。 2.2 主要支护参数 2.2.1 巷道形状及尺寸： 采用拱形断面施工；净宽 4.8m，净高3.4m，巷道净断面为 13.84m2，按机轨合一大断面设计施工。见图 2。 2.2.2 锚索：顶锚索长度 8300m 直径为 21.6mm，间排距为 1000 mm800 mm；帮锚索长度 4300mm 直径为 15.24mm，间排距为 800 mm800 mm。 2.2.3 药卷：每根用三节约卷药卷型号为 K2840，
6、规格为28mm400mm 2.2.4 钢筋网：规格为 1400mm900mm 喷浆的砂浆配合比为：水泥：砂子=1：2.9（体积比） ，喷浆厚度为 100 mm； 2.3 该技术的特点是： 2.3.1 巷道掘进后及时喷浆，能有效封闭巷道顶帮的围岩，避免围岩风化。 2.3.2 注浆后可使围岩胶结成整体自承拱，使围岩因掘进施工的破裂区裂隙得到及时充填，改变了其受力状态，增强围岩的强度及承载力，充分发挥围岩自承能力并能形成有效组合拱，使其变形能在较短时间内趋于平稳状态，从而减少巷道的变形。 2.3.3 在水泥浆里添加 10%的阻化剂，还可以起到防止煤层自然发火的作用。 2.3.4 可使普通端头锚固实现
7、全长锚固，提高锚杆、锚索的锚固力和可靠性，达到高强度，高预紧力的作用。 3 巷道变形观测 在采用锚网喷注支护巷道中布置 3 个巷道变形测站，采用钢卷尺和测绳测量，在 AB 之间拉紧钢卷尺，在 CD 之间拉紧测绳，测读 AB、CO 值，测量精度要求达到 mm。 通过 2 个月对巷道观测结果表明，巷道两帮最大移近量为 67mm，顶板最大下沉量为 55mm。 矿未采用锚网喷注支护地段，两帮变形量达 450mm，顶板下沉量为300mm。 4 结果分析 4.1 节约支护成本：采用架 U 型棚支护成本：每米成本为 5958 元；锚网喷注支护成本：每米成本为 3092 元。每米巷道节约 2866 元。因此，
8、每年可节约支护成本 1900 万元，C409 煤层掘进工作面每年节约约 500万元。 4.2 为工作面回采时创造有利的生产条件。工作面回采时，不用回棚，减少两端头支护，每班可节约出煤时间 1.5 小时，每天多出煤12001500 吨，按每吨 300 元计算，每月多创造价值 1000 万元。 4.3 工作面实现了机轨合一，掘进及回采过程中各种设备材料的运输不在使用人工，而是采用机械运输，有效地降低了工人的劳动强度，提高了运输效率。 4.4 “锚网喷注”一体化支护工艺突破了传统的支护观念，充分发挥巷道围岩的自身强度，变被动支护为主动承载。而且它能以较快的速度支护暴露的顶板，在顶板离层前及时得到加固；锚网喷注起到高强度、高预紧力作用，注浆后可使围岩胶结成整体自承拱，以提高围岩自身支护强度，充分发挥围岩自承能力并能形成有效组合拱。
