锚网喷加锚索联合支护技术在井下大断面硐室的研究与应用

摘

 要:介绍硐室开掘后的围岩变形机理,对围岩松动圈进行分类,选择适合的支护方案。计算确

定合理的支护参数

,并介绍了硐室的施工及支护工艺。 

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 http://www.xzbu.com/1/view-331356.htm

　　关键词

:大断面硐室 围岩松动圈 锚网喷+锚索联合支护 支护参数 

　　中图分类号

:TU74 文献标识码:A 文章编号:1007-3973 (2010) 03-014-02 

　　

1 工程概况 

　　某铜矿

17#采场位于 2#西矿体 5#线与 7#线之间,跨-460 m~570 m 两个中段,矿体厚度大。

下盘围岩系大理岩

,上盘围岩系矽卡岩和闪长岩。在-500 m 水平沿 17#采场走向方向掘进长

69.49m、宽 15m、高 3.8m 的大直径深孔凿岩硐室,在硐室中部沿采场走向方向预留 3m 宽的临
时矿柱

,从而将硐室沿采场走向方向划分为两个宽 6m 的硐室。根据该矿山 W5 线穿脉巷道和

21#采场凿岩硐室揭露的岩体工程地质和水文地质条件,大理岩局部岩体较破碎、裂隙水较发
育。矿山采用深孔爆破开采

,因此对硐室的要求相对高。根据工程的实际情况,应及时对硐室进

行支护

,确保开采作业的安全进行。 

　　

2 大断面硐室支护方式的确定 

　　

2.1 硐室围岩的变形及其支护机理 

　　根据前人学者的理论研究

, 巷道或硐室开挖后,按变形的性质分析,巷道围岩由里向外分

为四带即

:围岩松动带、塑性变形带、弹性变形带、原始应力区。围岩松动带是在巷道开掘后由

于不同的地压大小和岩石性质而形成不同大小的破碎带

,是硐室施工中要控制的直接对象。

大断面硐室开挖后

 ,围岩的应力重新分布。由于较大的跨度,巷道的拱顶部易出现拉应力区;由

于较大的开挖断面

,会发生应力集中,会有较高的支承压力峰值。因此 ,硐室施工一般采用“先

柔后刚

 ,先让后抗”的支护原则,根据大断面硐室围岩变形较大的特点,最好是采用锚网喷+锚

索联合支护来提高围岩自撑能力。支护机理及具体做法如下

:硐室开挖后 ,为增大松散岩体的

粘结力

,初喷薄一层混凝土及时封闭松散围岩 、层理和充填裂隙。初次锚喷后 ,锚固区域内的

岩体便具有自身承载的能力

,即提高围岩的强度,又能利用薄喷层的柔性 、允许围岩适当变形 、

达到围岩卸压和释放部分变形能的目的。待一次支护稳定后

 ,再锚网喷,挂金属网作为第二遍

锚杆的依据

,同时也作挂网用,永久支护滞后的两个循环,同时安设锚索并加大锚杆密度和喷

射混凝土厚度

,使锚固体厚度加大 ,从而进一步提高围岩的强度和整体的稳定性 、充分发挥围

岩自身的承载能力

;同时利用喷射混凝土对巷道表面填凹补平 ,既可使巷道成型规整,又可以

防止巷道围岩应力集中。

 

　　

2.2 硐室围岩的支护方式确定 

　　传统的支护方式大都采用架工字钢棚或料石砌碹的支护方式。这些支护方式施工的速度
慢、支护的效果差。由于该矿的硐室跨度较大

,料石碹的强度很难达到所需的强度要求。 

　　伴随着支护理论的深入研究

,提高围岩的自身承载能力将更能显示其优越性。锚喷支护

就是提高围岩自承能力的一种支护方式

,而围岩松动圈理论则是在原有锚杆组合拱理论的基

础上发展起来的一种比较正规的支护理论。这种支护方式具有技术可靠、施工速度快、经济合
理、节省材料、降低造价、安全可靠、抗突变能力强等显著特点。因此

,在该矿山的硐室施工中,

根据围岩松动圈理论支护该硐室。

 

　　

3 支护参数设计 

　　

3.1 围岩松动圈分类及支护方案 

　　根据围岩松动圈厚度大小不同

,围岩碎胀变形量不同,可把开挖后的围岩分为小松动圈围

岩、中松动圈围岩和大松动圈围岩三类。由围岩松动圈大小情况便可确定相应的支护方案。

 

　　

(1)小松动圈围岩