淺析錨網噴支護技術在石膏礦深層開采中的探索與應用

蔣奉亮

摘 要：經過數十年的開采，中國石膏礦山已逐步發展為由露天向地下、淺部向深部開采的必然趨勢。本文主要研究探索石膏礦深層開采中的支護技術，對合理開發資源具有非?，F實的安全意義。

關鍵詞：錨網噴支護技術；石膏；礦深層開采；應用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.04.085

1 支護作用原理

錨網噴聯合支護技術在煤礦開采中運用已十分成熟，是錨桿、金屬網、噴射混凝土聯合支護技術的簡稱，具有支護效果好、安全性好、性價比高、速度快等優點。錨桿支護是通過錨入圍巖內部的錨桿，改變圍巖本身的力學狀態，在巷道周圍形成一個整體而又穩定的巖石帶，利用錨桿和圍巖共同作用，達到維護巷道的目的。金屬網用來穩固錨桿間的圍巖，防止小塊松散巖塊活片幫傷及施工人員，同時也擴大了錨桿的承載作用面，使混凝土噴層具有一定的韌性，產生讓壓作用。噴射混凝土是將一定配合比的水泥、砂、石子的干拌合料，通過混凝土噴射機，輸送到噴槍出口處，與水混合后，以較高的速度層層噴搗與巖面上凝結硬化的支護方式，主要起到支撐、充填、隔絕和轉化作用。

2 聯合支護在石膏礦深層開采中的應用

2.1 工程概況

蘭陵石膏集團公司一、二號井礦層賦存于古近紀官莊群卞橋組第二巖性段含膏巖系中，礦層的圍巖主要為泥巖、泥灰巖及含膏泥灰巖，卞橋組地層走向北西，傾向北東，傾角5°～10°，礦石層理發育。礦井開采垂深在550～610米，設計開采Ⅰ礦層，礦層厚度15m，房柱法采礦，礦房寬5米、高10米，礦柱寬8米，上部留護頂膏層3米，下部護底膏層2米。在-547米、-560米水平主運巷道中取樣具有代表性礦石送實驗室檢測，折算得出石膏礦石抗壓強度27.55Mpa，抗拉強度2.42Mpa，彈性模量6.92Gpa，粘聚力6.33Mpa，內摩擦角21.1°，硬度系數2，比重2.675g/cm?。在礦區以往的淺部石膏（垂深在300米以上）開采實踐中，由于石膏埋藏較淺，地壓相對較小，而且采用房柱法開采，巷道圍巖均為石膏礦石相對穩定，基本上都是無需支護的裸體巷道，部分工程巷道確實需要支護的也都采用支架或砌硂支護方式。為保證主運巷道的安全使用，徹底消除隱患，必須進行巷道改造支護，在綜合考慮比較了砌硂、支架、錨桿支護等方案后，最終確定錨網噴聯合支護方案。

2.2 支護材料規格及參數

（1）根據圍巖性質及各項參數，經過計算得出以下錨網支護規格參數表，如表1。

（2）在錨噴支護石膏巷道中，噴射混凝土的主要目的是封閉圍巖，防止圍巖風化和裂隙的演化。為確保質量，必須使噴層密實、均勻，達到設計強度。噴設混凝土配比為：水泥：砂子：石子=1：2：2，水泥使用425#普通硅酸鹽水泥，砂子為中砂，石子粒徑5-10mm，噴射料中加速凝劑，用量為水泥用量的2%，設計混凝土標號為C20，噴厚100mm。

2.3 施工工藝

錨桿孔深度比錨桿長度短100mm，頂板錨桿每孔用2卷樹脂錨固劑，快速型（K型）在上，中速型（Z型）在下。每循環支護的施工工藝為：上好臨時支護——鋪設頂網、W鋼帶——打頂板中間的錨桿孔——裝樹脂藥卷——安裝中間頂板錨桿——用錨桿鉆機攪拌樹脂藥卷20～25s——停30s左右，用安裝器擰緊螺母——打頂板兩邊錨桿孔并安裝錨桿——打兩幫錨桿孔——安裝幫錨桿——噴射混凝土。

2.4 施工安全技術要求

（1）錨桿的布置和安裝必須符合設計要求。錨桿排距誤差為±50mm，錨桿孔深允許誤差±30mm，嚴禁深孔配短錨桿。巷道中間錨桿垂直安設，靠巷幫的頂板錨桿要向煤幫側傾斜20°。鉆孔前應根據設計要求確定孔位并做出標記。錨桿施工堅持打一孔安裝一套錨桿，嚴禁打完孔后一次安裝錨桿。

（2）要求金屬網和W鋼帶鋪平拉直，網間搭接100mm，用聯網絲每隔200mm聯一道，雙絲聯牢。

（3）裝填錨固劑前先將孔壁沖洗干凈，快速攪拌時間不少于20s，預緊螺帽，錨桿外露長度10～100mm。

（4）噴射混凝土應在噴射到巖層終凝2小時后，開始灑水養護，其養護時問應不少于14天，灑水次數，視以保持混凝土充分濕潤為度。

（5）對錨桿等所有支護材料要進行抽檢，型號、規格、質量及技術性能應符合規程、規范和設計要求。

2.5 總結

本次巷道改造錨網噴聯合支護工程是公司對新型支護技術的一種探索和應用。工程完工支護后的巷道后期質量檢查觀測中沒有出現變形、開裂現象，在沒有出現巷道冒頂、片幫事故，同時也極大改善了巷道外觀。這說明錨網噴聯合支護方案在方法上是可行的，技術上是合理的，表現出的支護效果好、安全性高、性價比高、施工速度快等特點，為今后優化深部石膏礦巷道支護方式提供了依據。