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十平巷二次喷浆及壁后注浆的作用浅析一、十平巷巷道动压破坏机理：动压或动压力指由于矿山开采活动所形成的各种集中压力，包括回采工作面超前集中压力、顶板垮落集中压力，一侧采空的单侧煤柱压力，两侧采空的双侧集中压力，以及其它叠加压力。动压巷道泛指经受采动影响的井下巷道，其特点表现为：巷道所处的矿山压力稳定状态受到采动影响，打破了围岩原有稳定性，导致围岩应力再次或多次重新分布，原有的静压状态下的稳定平衡被打破，围岩发生显著变形、位移和压力增大，需要经过应力重新分布达到新的平衡后，巷道围岩才能重新稳定下来。如果巷道的支护不能适应采动影响带来的应力变化，或者没及时采取相应的加固补救措施，则巷道将受到不同程度的破坏，或断面变形，或围岩松动失稳，甚至片帮、冒顶，严重影响巷道的正常安全使用。一3煤采动后顶板岩石向下产生破碎，产生碎胀力使岩石充填到采空区内，由于横向没有出现空间，围岩在横向会产生应力（如图一）使巷道受到侧压，两帮产生位移。二、锚网喷支护机理：锚喷网支护既能充分发挥锚杆作用，又充分发挥喷射混凝土的作用。同时网使围岩表面破碎圈完整化，使喷层平整均匀，增加抗弯、抗剪能力，并具有较高柔性和较大的允许变形量。锚喷网支护突破了传统旧的支护形式和支护理论，不是消极地支护已松动的围岩，而是主动地保持围岩的完整性、稳定性，控制围岩变形、位移及裂隙发展，充分发挥围岩自身的支承作用。即以护为主，以支为辅，是加固松动圈而不是支护松动圈的一种较为合理且适用断层破碎带不稳定岩石的一种支护形式。1、锚杆作用：通过锚杆的挤压加固作用，在围岩中形成一定厚度，均匀地连接压缩带，即挤压加固作用，它不仅能保持自身稳定，即锚杆－围岩共承载组合拱，而且能够承受地压，阻止上部围岩的松动和变形。2、喷射混凝土作用：（1）及时封闭围岩，加固阻止风化作用，提高围岩强度，同时防止因水和风化作用造成围岩破坏与剥落。（2）改善围应力状态，提高强度，充填张开的节理、裂隙，固结围岩，起到加固作用。（3）起到柔性支护结构作用，喷射混凝土和围岩紧密地粘结在一起，在厚度不太大时，具有柔性，能随围岩一起位移，并在位移过程中产生支护反力。（4）可以使喷层与岩石的粘结力和抗剪强度足以抵抗围岩的局部破坏，防止个别危岩活动、滑移或坠落。（5）形成组合拱作用，喷射混凝土把破坏的岩块联成整体，形成承载结构，从而隔绝深部围岩进一步变形，使其达到三向应力状态。3、金属网作用：（1）铺设金属网相应增大锚杆托板的面，从而改变了原来的巷道壁的点锚固，为全面积锚固挤压。在锚杆长度相同，密度相同的情况下，增大挤压加固拱的厚度，提高巷道抵抗破坏的能力。（2）提高了喷层抗剪、抗拉的能力，增强了喷层的支护强度。（3）通过锚杆和金属网，把喷层与巷壁牢固地结合一起，使得喷层与围岩之间不易离层、脱落。三、采动前后巷道围岩的应力分布情况：1、采动前：松动圈压力拱岩石应力分布均匀，巷道处于平衡状态，应力矢量和为0，见图二2、采动后：压力拱岩石应力分布发生变化巷道失去平衡,两帮应力加大,纵向产生拉力,巷道要通过变形才能形成新的平衡。见图三3、应力估算：石灰岩的容重取22.54kn/m3(2.3t/m3)，上帮受碎胀力为：cos26°×22.54×24.5=496kn/m2，因下帮为一3煤未采区域，碎胀力应按1.5倍计算，所以下帮受碎胀力为cos26°×22.54×24.5×1.5=744kn/m2。由应力分析可知，下帮受力比上帮大，下帮变形应该比上帮严重。因巷道受纵向拉力和两帮挤压作用，巷道拱顶将出现向上折断的现象。四、开采一3煤层对十平巷的影响：煤层开采时对上部岩层有一个影响范围，这个范围一般是煤层采高的35倍，在这个范围内岩石产生裂隙，由于采空区岩石垮落发生纵向碎胀，产生横向碎胀力，使碎胀范围内的巷道发生变形，两帮发生位移，因为岩层倾角为26°，巷道宽度为4000mm，计算其位移值为：cos26°×4000/35=102mm，巷道用来架压风、抽放瓦斯管路的轨道梁长为3.9m，因其顶在巷道的两帮上，巷道变形后轨道变形形成的三角形高应为443mm。2007年6月21日星期四到井下验证计算结果，第一根梁长3720mm三角形高为430mm，变形为100mm，第二根梁长3000mm，三角形高为370mm，变形为92mm，与计算数据基本吻合。见图四五、结论：锚喷网支护是加固松动圈而不是支护松动圈的一种较为合理且适用断层破碎带不稳定岩石的一种软性支护形式，二次锚喷网支护起到相同的作用，并不能阻挡巷道变形，而壁后注浆技术主要用来防水、阻隔渗漏，其加固的作用都很小，支护作用就更小。所以，十平巷在一3煤采动前的二次喷浆和壁后注浆对巷道的抗变形和支护的作用效果不是很好。二次喷浆和壁后注浆应在一3煤采动之后，其作用是1、重新凝结松动圈形成新的承载圈达到应力平衡、2、封闭围岩防止风化脱落。2007年6月20日星期三