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

　　關鍵詞：開磷集團；軟巖巷道；錨噴網支護；施工工藝

　　開磷集團礦業(yè)總公司地處貴州省開陽縣金中鎮(zhèn)境內，是我國化工優(yōu)質磷肥生產的重要基地。隨著礦山淺部礦床開采完畢，公司下屬6個礦山中已有多個礦山開拓采準進入到+600～+800m水平，距地表深度達500～600m，礦床地壓顯現嚴重，因而帶來的問題是：礦山主要開拓及采準巷道支護困難，原有的支護技術與措施失效，巷道返修率高，永久性巷道支護后存在經常性冒頂、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間短，維護量大，作業(yè)不安全，對礦山的正常安全開采帶來了嚴重影響。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提供了技術保障。

　　一、錨噴網支護理論的提出

　　噴網支護因其施工方便、勞動強度低等諸多優(yōu)點，在青菜沖礦的生產實踐中已被廣泛采用。為了有效地控制圍巖的變形必須滿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支護形式，代表了巷道支護的發(fā)展方向。

　　二、錨噴網支護施工材料的選擇

　　近十幾年來，國內很多學者對錨桿作用機理作了大量的深入研究與探討，進一步揭示了錨桿支護的實質，促進了錨桿支護理論研究的發(fā)展，擴大了錨桿支護技術應用的范圍。

　�。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，直徑越大，支護強度越高，圍巖強度強化效果越好；從經濟方面考慮，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。

　　（三）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3%；石子采用碎石粒徑不超過10mm；水采用潔凈的水，不應含有雜質；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網的選擇

　　從支護強度和剛度考慮，護網選用鋼筋網，材質選用A3鋼，鋼筋直徑為6mm；網度為150mm×150mm；從循環(huán)進尺和巷道周長考慮，網片選用2000mm×2000mm。

　　（五）錨噴網支護巷道掘進光面爆破參數

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

　　根據青菜沖礦巷道施工特征及巖石的力學特性，巷道光面爆破參數選擇如下：

　　炮眼直徑d：采用鑿巖臺車鑿巖，孔徑為42mm。

　　周邊眼間距E：根據光面爆破經驗公式，周邊眼距與炮眼直徑的關系為：E=（8～18）d。一般根據圍巖類別確定E值大小，如果巖石完整性差，E值必須取小值。根據青菜沖礦地質情況及開挖巖石特征，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，亦會受到鑿巖設備、爆破器材性能、巖石類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挖面的設計輪廓線上，并與巷道軸線平行。但是，由于鑿巖機鉆鑿周邊眼時，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行調整，使其眼底能落在設計輪廓線外10cm左右為宜。故巷道施工時，α值一般取3°～5°。

　　最小抵抗線W：理論和實踐證明，光面爆破炮眼間距與最小抵抗線之比取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）：實踐證明，藥卷在有空隙的炮眼中（不偶合裝藥）爆炸時，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：根據巷道施工相關經驗，周邊眼裝藥集中度q=0.2～0.3kg/m。裝藥集中度過大易破壞巷道輪廓巖面，過小則爆不下來。根據青菜沖礦施工技術條件，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、錨噴網支護施工工藝及技術

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

　�。ㄒ唬┥皾{錨桿的安裝

　　錨桿施工前，應對下列事實進行調查核實：

　　（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，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、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(guī)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。技術要求：鉆孔過程中對區(qū)段的位置、巖土分層位置進行驗證，出現異常及時采取措施；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的3%；鉆進時，開孔推力要小，正常勻速鉆進，換釬時不許挪動鉆機；水泥砂漿要充滿鉆孔；安裝錨桿一般應從中間開始，向兩邊進行。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門措施，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，首先檢查掘進工作面安全狀況，敲幫問頂和撬除活石，然后進行初噴。

　　技術要求：以防頁巖風化，初噴要及時，噴厚均勻，避免巖面裸露，復噴的混凝土要壓緊金屬網，保持金屬網與巖面緊貼，復噴混凝土要封住金屬網，以防其銹蝕；每次噴射混凝土后要及時灑水養(yǎng)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，漿體拌制質量及注入方式。

　　技術要求：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%）和含有機質的水，用清水拌和為好。水灰比用0.40～0.45，當用水泥砂漿時，灰砂比為1:1～1:2，且砂子粒徑不大于2mm，否則要嚴格過篩，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間過半后加入，機械攪拌時間不少于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，因此一般用雙筒攪拌機，以使水泥砂漿連續(xù)注漿。

　　水泥砂漿通過泵和耐壓膠管注入錨桿孔，泵壓范圍為0.1～12MPa，在鉆孔較長部段上，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，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水泥漿，在壓力進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

　　在錨噴網支護施工過程中應調整施工順序和工藝，保障支護效果。根據現場實測結果，調整噴射混凝土的時間，初噴要及時，第一次復噴安排在巷道開挖相對穩(wěn)定期后進行，二次復噴安排在巷道變形穩(wěn)定期后進行。

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　　作者簡介：金宇松（1973－），男，貴州貴陽人，貴州開磷集團礦業(yè)總公司采礦部安全生產技術室主任，工程師，研究方向：巷道掘進和采礦管理、設計。