锚网支护巷道围岩监测综合技术研究

吕中星

摘 要：该项目通过对已施工的锚网支护巷道实行跟踪监测，掌握锚网支护巷道的帮顶位移特性，以此来判断巷道锚网支护的支护效果，进而总结出巷道帮顶岩性、支护形式、巷道跨度、断面形状与围岩变化之间的规律，为锚网支护设计提供技术依据。

关键词：锚网支护技术；巷道；监测

一、项目研发背景

近年来，随着锚杆支护技术的迅猛发展，锚网支护在煤矿得到大力推广应用，尤其是煤巷高强锚杆配合锚索联合支护，提高了锚杆支护对地质条件的适应能力，拓宽了锚网支护的应用范围。

平煤股份八矿的锚网支护技术在集团公司和有关单位的支持和配合下，从无到有，在生产实践积极推广，加以应用，逐步发展起来，目前，该矿的锚网支护技术已应用在丁组、戊组、己组煤层，锚网支护率已达到了75%以上。锚网支护在煤巷应用后，工作人员必须掌握在地应力的作用下的巷道围岩收敛变形程度、锚网支护的效果好坏，以便论证锚网支护的可靠性，为工程人员提供相关的技术经验。以此在工作中一定要采取合适的方法，对锚网支护巷道围岩收敛变形量进行严格的测量。

二、项目依据的科学原理及技术方案

（1）采用“十”字位移测点法观测锚网支护巷道帮顶围岩变形位移量。在锚网支护巷道中，紧跟工作面后，每隔30～50m设置一个“十”字位移测点，设专人每天进行帮顶位移量的观测记录，连续观测60天，通过实测数据得出巷道帮顶的下沉量和下沉速度，根据锚网支护巷道帮顶位移速度限值，来判断锚网支护的适应性。帮顶位移量、位移速度限值：（a）巷道施工10天内，顶板下沉量小于50mm，下沉速度小于5mm/d；（b）巷道施工50天内，顶板下沉量小于150mm，下沉速度小于3mm/d； 当帮顶位移量、位移速度超过以上限值时，表明该巷道目前的支护形式不能适应，必须加强支护或改用其它支护形式。

（2）采用双高顶板离层仪的设置，离层仪深部基点安装在顶板内6000mm以上，浅部基点安装在顶板内2000mm以上，通过观测顶板离层仪标尺的读数，得到顶板深部和浅部的下沉量，当离层仪标尺指示到黄色刻度时，表明顶板下沉量较大，需要加强支护，当离层仪标尺指示到红色刻度时，表明顶板已离层，存在冒顶危险，必须采用套棚、打顶柱、木垛等方法加强支护。通过锚网支护巷道围岩收敛变形的日常观测和分析，能够及时掌握巷道帮顶的变形状况，从而判断锚网支护能否控制巷道围岩的变形，支护是否安全可靠，有问题时，及时采取措施，防止发生顶板事故。通过该项目的研究和应用，论证了锚网支护在不同的地质条件下的适应性，总结了经验，为锚网支护设计和锚网支护技术的进一步推广应用打下了基础。尤其是在己15-14000风巷、补切眼风化带附近、丁5、6-11140切眼、丁5、

6-11200机、风巷锚网索支护技术的应用中发挥了巨大的作用，使施工单位及时掌握了巷道围岩的变化，及时采取了加强支护的措施，防止了冒顶事故的发生，创造了很大的经济和社会效益。以下是己15-14000风巷围岩观测技术应用过程中总结出的风化带附近锚网支护巷道岩性、跨度和顶板位移之间的规律：①己15-14000风巷不同条件下顶板总位移量实测数据见附表-1： ②己15-14000风巷不同巷道跨度、岩性顶板位移曲线见附图-1 、图-2；③位移分析。位移观测数据表明，在风化程度不同的顶板中，巷道的跨度与顶板位移量之间有明显的关系。1）在风化程度比较轻或无风化特征、岩性普氏系数f=5～6的砂质泥岩或细砂岩顶板中，巷道跨度≤4m时，采用锚网索支护，支护效果比较好；在切眼大断面施工，支护断面为6m时，顶板在前10天内有将近70mm的位移，在采取打2排中柱加强支护后，顶板趋于稳定；2）在有轻微风化特征、岩性普氏系数

f=3～4的风化顶板中，巷道跨度≤4m时，采用锚网索支护，30天内顶板位移量只有60mm，顶板比较稳定，可采用锚网索支护，但在f<3的风化顶板中，直接采用了拱缩棚支护，没有进行锚网索支护；在扩切眼大断面支护时，随扩切眼工作面推进，紧跟梁×腿=6000×2800mm的11#矿用工字钢梯形支护配合圆木顶柱加强支护，顶板在前5天内仍有150mm的位移量，10天内产生200mm的位移，且顶板仍在继续下沉，离层仪显示顶板已离层，为保证顶板安全，随即在切眼内打木垛维护顶板。

通过分析认为，在轻微风化特征顶板中掘进，当巷道跨度小于4m时，仍能有效支护顶板；当跨度大于4m时，支护失效，控制不住顶板的下沉，不适合采用锚网索支护。

三、项目在应用中的改进措施

该项目在研发过程中与当前国内同类研究、同类技术进行了综合比较，借鉴了同仁的宝贵经验。项目在大面积推广应用中，总结出了不同地质条件下，锚网支护巷道围岩收敛变形的规律，为锚网支护巷道的设计提供了技术依据，避免了锚网支护巷道支护设计的盲目性，实现了锚网支护巷道帮顶安全的动态监测 ，保证了巷道支护的安全，为国内同类锚网支护技术的应用提高了科学的实践支持。