正文 軟岩巷道支護設計要點解析(2 / 2)

在巷道進入挖掘階段之後,巷道空間上方岩體的重量就會施加到支架與周圍岩體上,這時圍岩與巷道支架則就形成了一個共同的力學承載體係。一旦圍岩的相對高度提高,那麼施加在支架的荷載就會相對下降,相反,如若圍岩相對剛度降低,那麼支架荷載將會隨之升高,繼而增加圍岩變形量。就長時間的實際施工經驗來看,巷道中的整體覆岩體重量中最多隻有2%的重量是施加給支架的,而其餘的大部分重量都是施加給圍岩。基於此,在將各種影響因素都綜合考量進來的前提下,盡量要保證在工程量少的地段,較為堅硬、完整的岩體中設置巷道。

(二)圍岩加固與支護設計的相結合

針對圍岩自撐能力差、強度低的缺點,予以加固技術措施比如說卸壓或者是注漿,會起到不同程度加固軟岩的作用,提高圍岩內摩擦角值與內聚力值。經長時間施工實踐表明,注漿之後的軟岩可大幅度提升其牢固性,且底臌量也會急劇減少。

(三)柔性噴層

在軟岩巷道中長時間的采用錨噴支護,由於圍岩的變形導致噴風剛度與極限變形與其不相適應;普通噴射砼的極限變形量最高才能達到2%左右,也就是相當於發生了20~40mm的位移,但軟岩巷道周邊位移通常都在100~200mm左右,這樣的記過將直接導致噴層的開裂與脫落,在未能實現與錨杆共同作用的基礎上,進一步促使圍岩的變形與損壞。因此,使用柔性噴層、降低噴層的高度,提高噴層強度是軟岩巷道采用錨噴支護的要點。

(四)巷道斷麵大小與形狀

岩石雖然具有較強的耐壓力,但抗拉能力較小,進行對巷道斷麵形狀大小的選擇時,應盡量保證少出現拉應力,且盡量減小壓應力集中係數。由於相同的材質因其形狀的不同施加給支架的承載力也不盡相同,所以在材質與斷麵形狀大小相同的情況下,支架承載能力也會隨著斷麵大小的增加而降低。就我國軟岩本身具有的特性來看,如若不將支架的反作用力考慮在內,半圓拱直牆巷道位移量要遠遠高於圓形巷道的位移量;而圓形巷道圍岩的應力集中係數要遠小於半圓拱直牆巷道。因此,在軟岩巷道中為了方便後期的維護,其斷麵形式應盡量選擇近似圓形或者圓形。

(五)支護形式的選擇

在我國傳統的大部分巷道支護設計中,在對巷道整體的設計中都未能將底板因素結合進來,僅實現了對頂板與兩幫的支護設計。將這種未完全封閉的支護形式應用到軟岩巷道設計中,造成的最嚴重後果就是劇烈底臌。因此,使用全封閉的支護形式,可以使軟岩巷道圍岩成為一個整體,改善圍岩受力狀態,能在極大程度上減少底臌發生。

(六)柔性支護與二次支護形式的使用

由於軟岩巷道具有變形量大、變形速度極快且持續時間長等特點,如若在巷道支護設計中使用剛性支護,可能會起到適得其反的作用,使支護結構由於承載了較大壓力而損壞;但是如若將具有一定伸縮性能的金屬支架或者是允許拉伸的錨噴支護等一些柔性支護形式應用其中,尊重巷道具有一定的變形性,則就能夠使圍岩積聚的應變在一定程度上得到釋放。由於柔性支護可以起到以柔克剛、剛柔相濟的作用,能與軟岩巷道的變形特點相適應,因此具有積極的使用價值。

結束語

在軟岩巷道支護設計中,必須要將煤礦所處地理環境、岩層變形特點等內容結合進來,製定合理的巷道支護方案,在巷道支護設計中,注意圍岩的變形現象,增強其牢固性,為安全的開采工作提高保障,進一步提高煤礦企業的經濟效益。

參考文獻

[1] 徐付軍.軟岩巷道支護理論研究與發展[J].中國高新技術企業,2014(13).

[2] 薛道成.大斷麵軟岩巷道支護加固技術研究[J].中國礦業,2010(05).

[3] 穀守雲.強膨脹型軟岩巷道支護技術研究[J].中國煤炭,2013(06).

[4] 馬傑.淺析注漿加固技術在軟岩巷道支護中的應用[J].大科技,2013(31).

[5] 張俊波,陳政平,周朝輝等.膨脹型軟岩巷道支護技術研究及應用[J].煤炭工程,2011(06).