摘要：開(kāi)磷集團礦業(yè)總公司是我國化工優(yōu)質(zhì)磷肥生產(chǎn)的重要基地。隨著(zhù)礦山淺部礦床開(kāi)采完畢，礦山主要開(kāi)拓及采準巷道已進(jìn)入深部地帶。文章在原有的支護技術(shù)與措施基礎上研究提出了采用錨噴網(wǎng)支護方式，并對其施工工藝過(guò)程進(jìn)行了介紹，為類(lèi)似礦山軟巖巷道掘進(jìn)提供了依據。

　　關(guān)鍵詞：開(kāi)磷集團；軟巖巷道；錨噴網(wǎng)支護；施工工藝

　　開(kāi)磷集團礦業(yè)總公司地處貴州省開(kāi)陽(yáng)縣金中鎮境內，是我國化工優(yōu)質(zhì)磷肥生產(chǎn)的重要基地。隨著(zhù)礦山淺部礦床開(kāi)采完畢，公司下屬6個(gè)礦山中已有多個(gè)礦山開(kāi)拓采準進(jìn)入到+600～+800m水平，距地表深度達500～600m，礦床地壓顯現嚴重，因而帶來(lái)的問(wèn)題是：礦山主要開(kāi)拓及采準巷道支護困難，原有的支護技術(shù)與措施失效，巷道返修率高，永久性巷道支護后存在經(jīng)常性冒頂、片幫、底鼓等現象，需要多次維護與加固，維護工作量大，支護成本高；其它采準巷道支護時(shí)間短，維護量大，作業(yè)不安全，對礦山的正常安全開(kāi)采帶來(lái)了嚴重影響。本次研究提出青菜沖礦巷道支護方法及其施工工藝，為礦山深部軟巖巷道掘進(jìn)提供了技術(shù)保障。

　　一、錨噴網(wǎng)支護理論的提出

　　噴網(wǎng)支護因其施工方便、勞動(dòng)強度低等諸多優(yōu)點(diǎn)，在青菜沖礦的生產(chǎn)實(shí)踐中已被廣泛采用。為了有效地控制圍巖的變形必須滿(mǎn)足巷道圍巖與支護體強度、剛度及結構上的耦合。必須采用錨桿支護，錨桿支護是一種主動(dòng)支護形式，代表了巷道支護的發(fā)展方向。

　　二、錨噴網(wǎng)支護施工材料的選擇

　　近十幾年來(lái)，國內很多學(xué)者對錨桿作用機理作了大量的深入研究與探討，進(jìn)一步揭示了錨桿支護的實(shí)質(zhì)，促進(jìn)了錨桿支護理論研究的發(fā)展，擴大了錨桿支護技術(shù)應用的范圍。

　�。ㄒ唬╁^桿桿體的選擇

　　根據巷道高強度支護的要求，選用20MnSi左旋無(wú)縱筋螺紋鋼錨桿，其表面有凹凸紋理，不需要作任何處理即能保證錨桿與錨固劑之間較高的粘結強度。

　�。ǘ�）錨桿直徑和錨孔直徑的選擇

　　水泥砂漿錨桿直徑的選擇從支護效果和經(jīng)濟效益兩方面考慮。從支護效果看，在其它條件一定的情況下，錨桿支護強度的大小與桿體直徑成正比，也就是說(shuō)，直徑越大，支護強度越高，圍巖強度強化效果越好；從經(jīng)濟方面考慮，錨桿直徑對錨桿材料成本的影響不是很明顯，考慮到“三徑”合理匹配，決定選用20mm的錨桿，與水泥砂漿錨桿直徑相匹配的錨孔直徑為29mm。

　�。ㄈ�）混凝土的材料與配合比

　　水泥采用硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥，標號不低于425號；砂采用中砂或粗中砂混合的石英砂，含泥量不超過(guò)3%；石子采用碎石粒徑不超過(guò)10mm；水采用潔凈的水，不應含有雜質(zhì)；添加劑盡量使用中性和不降低噴射混凝土強度的速凝劑；配合比（重量比）為：水泥∶粗中混合砂子∶石子（1∶2∶2）。

　�。ㄋ模┳o網(wǎng)的選擇

　　從支護強度和剛度考慮，護網(wǎng)選用鋼筋網(wǎng)，材質(zhì)選用A3鋼，鋼筋直徑為6mm；網(wǎng)度為150mm×150mm；從循環(huán)進(jìn)尺和巷道周長(cháng)考慮，網(wǎng)片選用2000mm×2000mm。

　�。ㄎ澹╁^噴網(wǎng)支護巷道掘進(jìn)光面爆破參數

　　光面爆破技術(shù)是巷道“新奧法”施工的必需條件，采用光面爆破技術(shù)可以減少巷道超挖，維護巷道與圍巖的穩定性，減少支護工作量，節約支護成本。

　　根據青菜沖礦巷道施工特征及巖石的力學(xué)特性，巷道光面爆破參數選擇如下：

　　炮眼直徑d：采用鑿巖臺車(chē)鑿巖，孔徑為42mm。

　　周邊眼間距E：根據光面爆破經(jīng)驗公式，周邊眼距與炮眼直徑的關(guān)系為：E=（8～18）d。一般根據圍巖類(lèi)別確定E值大小，如果巖石完整性差，E值必須取小值。根據青菜沖礦地質(zhì)情況及開(kāi)挖巖石特征，E值取45cm。

　　周邊眼深度L：從光面爆破的要求看，炮眼越深，輪廓面縱向平整度愈好控制。但是，亦會(huì )受到鑿巖設備、爆破器材性能、巖石類(lèi)別及完整性等因素的影響。根據青菜沖礦施工設備及巖石類(lèi)別、完整程度，L確定為3.0m。

　　周邊眼角度α：周邊眼原則上應布置在開(kāi)挖面的設計輪廓線(xiàn)上，并與巷道軸線(xiàn)平行。但是，由于鑿巖機鉆鑿周邊眼時(shí)，受到鑿巖設備構造的限制，以及拱部和墻部巖壁的制約，鉆眼不得不存在一定的偏斜角α，偏斜角度的大小可依據炮眼深度進(jìn)行調整，使其眼底能落在設計輪廓線(xiàn)外10cm左右為宜。故巷道施工時(shí)，α值一般取3°～5°。

　　最小抵抗線(xiàn)W：理論和實(shí)踐證明，光面爆破炮眼間距與最小抵抗線(xiàn)之比取0.8最好，即E/W=0.8。故在馬路坪隧道施工中，W值為60cm。

　　不偶合系數D和周邊眼炸藥直徑不偶合系數（即炮眼和炸藥直徑的比值）：實(shí)踐證明，藥卷在有空隙的炮眼中（不偶合裝藥）爆炸時(shí)，形成的沖擊波隨不偶合系數D的增大而衰減，D值一般取1.25～2.0。

　　周邊眼裝藥集中度和裝藥量：根據巷道施工相關(guān)經(jīng)驗，周邊眼裝藥集中度q=0.2～0.3kg/m。裝藥集中度過(guò)大易破壞巷道輪廓巖面，過(guò)小則爆不下來(lái)。根據青菜沖礦施工技術(shù)條件，取q=0.2kg/m。以周邊眼鉆眼深度3.0m計算，堵炮口炮泥長(cháng)度為30cm，炮泥外留20cm。故每眼裝藥量為：（3.0-0.3-0.2）×0.2=0.5kg。

　　三、錨噴網(wǎng)支護施工工藝及技術(shù)

　　錨噴網(wǎng)支護施工工藝流程為：爆破→巷道成型→噴射第一層混凝土→養護→打錨桿孔→安裝錨桿→掛頂網(wǎng)→打錨桿孔→安裝管縫式錨桿→掛幫網(wǎng)→噴射第二層混凝土→養護。

　�。ㄒ唬┥皾{錨桿的安裝

　　錨桿施工前，應對下列事實(shí)進(jìn)行調查核實(shí)：

　�。�1）工程計劃、設計圖等基礎資料是否齊備；

　�。�2）井下施工用水水質(zhì)，地下水對鉆孔、注漿的影響；

　�。�3）對巷道周邊設物和設置物核實(shí)、復查；

　�。�4）調查錨固工程周邊狀態(tài)巖層的處理；

　�。�5）作業(yè)限制、環(huán)保規則、礦山法令等對工程的影響。

　　1．頂板錨桿的安裝。初噴后，給定錨桿眼眼位，鉆錨桿孔，安裝錨桿。技術(shù)要求：鉆孔過(guò)程中對區段的位置、巖土分層位置進(jìn)行驗證，出現異常及時(shí)采取措施；根據巖土條件選用一定的鉆孔法、保證孔壁不塌、孔徑符合要求；鉆孔宜用清水；鉆孔使用錨桿鉆機、按給定的錨桿眼位鉆孔，并要求垂直頂底板，符合設計角度和深度要求；錨桿水平方向孔距誤差不應大于50mm，垂直方向孔距誤差不大于100mm，孔底偏斜尺寸不大于桿長(cháng)的3%；鉆進(jìn)時(shí)，開(kāi)孔推力要小，正常勻速鉆進(jìn)，換釬時(shí)不許挪動(dòng)鉆機；水泥砂漿要充滿(mǎn)鉆孔；安裝錨桿一般應從中間開(kāi)始，向兩邊進(jìn)行。若頂板出現凸凹不平，應先安裝凹處的錨桿，然后再安裝其它錨桿。

　　2．幫錨桿的安裝。幫錨桿施工可始終滯后2排頂錨桿，便于頂幫錨桿平行作業(yè)。技術(shù)要求：鉆孔要垂直巷幫，其它要求同上。

　　3．底角錨桿的布置。布置底角錨桿是控制底鼓的專(zhuān)門(mén)措施，一組底角錨桿一般由2根錨桿組成，一根按45°傾角布置，另一根則垂直打入底板。由于垂直向下打孔和錨桿安裝非常困難，所以本試驗只布置1根底角錨桿。長(cháng)度為3m，間排距為1000mm×1000mm。

　�。ǘ�）噴射混凝土

　　噴層總厚度確定為120mm，它由初噴30～50mm、二次復噴達到設計厚度兩部分組成。爆破后，首先檢查掘進(jìn)工作面安全狀況，敲幫問(wèn)頂和撬除活石，然后進(jìn)行初噴。

　　技術(shù)要求：以防頁(yè)巖風(fēng)化，初噴要及時(shí)，噴厚均勻，避免巖面裸露，復噴的混凝土要壓緊金屬網(wǎng)，保持金屬網(wǎng)與巖面緊貼，復噴混凝土要封住金屬網(wǎng)，以防其銹蝕；每次噴射混凝土后要及時(shí)灑水養護，以保證其強度。

　�。ㄈ�）注漿材料及拌制

　　錨孔一般注入水泥或水泥砂漿與地層固定并對錨桿加以保護，錨桿的粘結強度和防腐效果在很大程度上取決于漿液拌合料的成分，漿體拌制質(zhì)量及注入方式。

　　技術(shù)要求：水泥用不低于325號普通硅酸鹽水泥，水一般用不含硫酸鹽（≯0.1%）和含有機質(zhì)的水，用清水拌和為好。水灰比用0.40～0.45，當用水泥砂漿時(shí)，灰砂比為1:1～1:2，且砂子粒徑不大于2mm，否則要嚴格過(guò)篩，水泥砂漿只能用于一次注漿。為了改善水泥漿在施工中和硬化后的性能，可加入適量外加劑。注漿體強度一般7天不低于20 MPa，28天不低于30MPa。水泥漿拌制要遵守以下原則：水泥、砂要按重量計算，拌合水要先于水泥、砂子送入攪拌機，任何外加劑均在攪拌時(shí)間過(guò)半后加入，機械攪拌時(shí)間不少于2min，應避免人工攪拌，灰漿攪拌后應放入特制容器中，并使其緩慢拌動(dòng)，因此一般用雙筒攪拌機，以使水泥砂漿連續注漿。

　　水泥砂漿通過(guò)泵和耐壓膠管注入錨桿孔，泵壓范圍為0.1～12MPa，在鉆孔較長(cháng)部段上，根據操作壓力和所使用的注漿方式，還應讓水泥漿通入內徑為12～25mm的塑料管，該塑料管離鉆孔底的距離通常為150mm，并每隔1～2m就用膠帶將此管與錨桿桿體相連接，注漿后該管就留在孔中。當用密封圈或密封袋封閉注漿時(shí)，應用一根小直徑排氣管將注漿段內空氣排出，如果水泥漿從該管排出，則表明這一段已填滿(mǎn)水泥漿，在壓力進(jìn)一步加大前應封閉此管。若要用高壓注漿則常用帶環(huán)的管子，可二次或多次高壓注漿，錨桿承載力可比一次注漿增大一倍。

　　四、結語(yǔ)

　　在錨噴網(wǎng)支護施工過(guò)程中應調整施工順序和工藝，保障支護效果。根據現場(chǎng)實(shí)測結果，調整噴射混凝土的時(shí)間，初噴要及時(shí)，第一次復噴安排在巷道開(kāi)挖相對穩定期后進(jìn)行，二次復噴安排在巷道變形穩定期后進(jìn)行。

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　　作者簡(jiǎn)介：金宇松（1973－），男，貴州貴陽(yáng)人，貴州開(kāi)磷集團礦業(yè)總公司采礦部安全生產(chǎn)技術(shù)室主任，工程師，研究方向：巷道掘進(jìn)和采礦管理、設計。