煤矿巷道锚网喷施工技术探析

赵明亮

摘 要：为了增强煤矿巷道的稳定性与安全性，以免围岩出现过大变形或垮落事故，在巷道掘进后必须做好支护工作。本文以实际案例分析了煤矿巷道锚网喷施工技术，指出了具体的支护方法，以期为此后的煤矿巷道工程提供更多的参考依据。

关键词：煤矿巷道;锚网喷;施工技术

某煤矿轨道运输巷呈矩形断面形式，全长2100m，煤层厚度约为8m。巷道顶板为煤顶板，破碎严重，且煤体上部为胶质页岩，为了提高煤矿巷道的稳定性，避免围岩出现垮落或过大变形问题，该矿决定采用锚网喷支护结构。

1 喷射混凝土支护结构

在选择喷射混凝土结构时应有效结合煤矿地质条件、围岩等情况，一般而言，喷射混凝土主要分为以下六种类型。一是喷砂浆支护，主要在巷道周围表面喷射一层砂浆，使围岩与不利环境相隔离，减缓腐蚀及风化作用。喷射時，灰沙重量比为1：2～3，砂浆厚度应大于10mm小于30mm。二是喷射混凝土支护，主要在围岩表面喷射一层混凝土，使其结合围岩自承能力，满足初喷与复喷的要求，但喷射时，混凝土厚度应最小为30mm。三是锚杆喷射混凝土支护，此种支护结构既可以发挥锚杆作用，也可以发挥喷射混凝土作用，有效增强了支护效果。四是锚杆喷射混凝土金属网联合支护，其主要联合采用了锚杆、金属网以及喷射混凝土，其中金属网具备加固作用，但其网格不得小于150mm。

2 施工工艺

某煤矿轨道运输巷利用锚杆、锚索、金属网加喷射混凝土的联合支护方式，其中锚杆间的间距为800mm× 800mm，长度为2.2m。采用1m×1.2m规格的金属网，锚索长8m，间距为1.2m×1.2m。增加金属网可以增大加固作用，但施工期间应确保锚杆的牢固性，并利用铁丝绑扎结实金属网。同时，钢筋保护层厚度应在20mm至40mm之间，且必须可以与喷射混凝土紧密结合，增大强度。

2.1 混凝土材料组成及要求

一是水泥，这也是混凝土材料中的胶结材料，因其价格较高，对此企业应正确选择水泥型号及品种，以便在合理控制成本的同时有效提高混凝土质量水平，此次工程采用标号在325以上的矿渣硅酸盐水泥。二是细骨料（沙子），且粒径在0.3至3mm之间，最好使用河沙材料，使用时做好筛选工作，去除有害物质，降低腐蚀影响，沙子的含水率以5%左右为宜;三是粗骨料（石子），即粒径大于5mm的骨料。卵石与碎石为粗骨料主要类型，其中碎石更为粗糙，且棱角较多，与水泥更易黏结，但使用时应控制石子的颗粒级配（粒径5～7mm占25～35%，粒径7～15mm占55～45%，粒径15～25mm小于20%），确保粗骨料配比合理，减少空隙的同时增大混凝土的密实度。四是水，在拌制或养护混凝土的过程中，水的pH值应大于4，且硫酸盐占比不得超过1%。五是速凝剂，其可以迅速确保混凝土达到较高的强度，在水泥中掺入速凝剂后，1至5分钟便可初凝，10分钟后终凝。速凝剂掺入量一般为水泥重量的2.5～4%。

2.2 喷射混凝土支护作用及原理

首先可以发挥加固与防止风化作用，喷射混凝土以较高速度射入张开的节理裂隙中，通过黏结作用提高了岩体的摩擦力。其次可以改善围岩的应力状态，喷射混凝土可以填平围岩表面的凹凸不平处，消除了岩面不平导致的应力集中问题，避免应力过大破坏围岩。除此之外，其还可以使围岩由双受力状态变为三向受力，提高了围岩强度。最后，喷射的混凝土具备较大的黏结强度，可以与围岩紧密结合。且喷层较薄与围岩可以共同变形产生径向位移，在围岩中形成一定范围的非弹性变形区，增强了围岩自身的支承能力。

2.3 喷射混凝土施工

首先是选择合理的施工机械，某煤矿主要采用了型号为ZHP-2的转体式喷射机，电动机主要通过减速机带动旋转体、搅拌器等旋转，砂料会被均匀拨入旋转体料槽中。当料槽对准出料弯头时，内圈气室会正好对准进风口，拌合料便在气压作用下喷向岩面。ZHP-2型转体式喷射机可以输送含水量在4%至7%的拌合料，不但可以降低粉尘浓度，还可以在发生堵管问题时及时停车。为了确保掘进机以及喷射混凝土供料车可以随时通过，保证连续施工，应将搅拌机、喷射机等布置于巷道的同一侧。其次是进行锚杆支护，施工期间采用长度为2.2m的金属锚杆，且间距为800mm×800mm。最后是金属网施工，采用规格为1m×1.2m的金属网，锚索长度为8m。

2.4 喷射作业

首先严格参照说明书使用混凝土喷射机，尤其应有效调整气压、水压，有效降低粉尘浓度。同时，混合料应随拌随用，且掺加速凝剂后存放时间不得超过20分钟，未掺加速凝剂存放时间不得超过2小时。其次在开始喷射作业时应先开风后给水，最后给料。期间施工人员应及时调整水灰比（约0.45左右），水灰比由操作者凭经验控制，喷面平滑有光泽时，水灰比就合适;喷面有干斑，表明水灰比过小，会使水泥水化作用不充分、粉尘大、灰弹多;喷面有小洞穴或流淌时，表明水灰比太大，会影响喷层强度。喷射顺序应按照先墙后拱的顺序进行喷射。

3 结束语

本次支护工程中使用的锚网喷锚技术可以有效改善围岩的受力情况，有效控制变形问题，提高了支护工程的安全性与可靠性。同时，此种支护技术还可以减少掘进工程量，降低了支护成本，为企业带来了良好的经济效益。

参考文献：

[1]高铜，孟刚，陈永涛，贾圆.陈家山煤矿综放工作面全煤巷道锚网索支护技术[J].价值工程，2017（06）.