專(zhuān)題-煤礦巖石巷道支護(hù)形式綜述

煤礦巖石巷道支護(hù)形式綜述摘要煤礦巖巷支護(hù)問(wèn)題尤其是軟巖巷道支護(hù)問(wèn)題一直是困擾煤礦生產(chǎn)和建設(shè)的難題之一，由于巷道分類(lèi)和變形破壞原因的復(fù)雜性和多樣性，導(dǎo)致巖巷的支護(hù)問(wèn)題很難解決。目前，我國(guó)大多數(shù)礦井已進(jìn)入深井開(kāi)采，所以巖巷支護(hù)日趨重要。近年來(lái)，隨著科技的迅速發(fā)展和煤礦科研人員的不斷努力,煤礦巖巷支護(hù)的技術(shù)與手段已趨于成熟。本設(shè)計(jì)主要從圍巖破碎帶范圍和破碎范圍等情況來(lái)論述巖巷支護(hù)形式。關(guān)鍵詞：巖巷；支護(hù)形式；巷道變形原理；錨噴支護(hù)；錨注支護(hù)1問(wèn)題的提出巖石巷道支護(hù)等理論，國(guó)內(nèi)外尚無(wú)定論，給工程應(yīng)用帶來(lái)了諸多不便。大多數(shù)生產(chǎn)單位處理巖巷支護(hù)問(wèn)題時(shí)，仍處在經(jīng)驗(yàn)支護(hù)狀態(tài)，這樣導(dǎo)致盲目性大、成功率低，很多巷道出現(xiàn)了“前掘后修，前修后壞”的局面，每年的修復(fù)費(fèi)用巨大，這樣不僅造成巨大的經(jīng)濟(jì)浪費(fèi)，使整個(gè)礦井生產(chǎn)陷于困境，甚至導(dǎo)致礦井關(guān)閉，并給煤礦安全生產(chǎn)帶來(lái)極大的危害。巷道變形破壞、片幫冒頂?shù)仁鹿试诘叵鹿こ讨惺亲畛Ｒ?jiàn)的。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，煤礦事故中59%以上是巷道事故。究其原因，還是對(duì)巷道變形破壞規(guī)律認(rèn)識(shí)不清、支護(hù)理論不完善，從而造成支護(hù)設(shè)計(jì)工程類(lèi)比居多，缺乏科學(xué)的指導(dǎo)，巷道支護(hù)方式選擇不合理，因而也就無(wú)法保證巷道在不同地質(zhì)條件下穩(wěn)定和安全使用。在軟弱巖層中施工巷道,掘進(jìn)較容易,維護(hù)卻極其困難,采用常規(guī)的施工方法和支護(hù)形式、支護(hù)結(jié)構(gòu)往往不能奏效。因此，軟巖支護(hù)問(wèn)題是井巷施工的關(guān)鍵問(wèn)題。目前我國(guó)軟巖礦井多是既軟弱又有膨脹性，相當(dāng)部分礦井為高應(yīng)力狀態(tài)復(fù)合型軟巖礦井。在這種條件下，基建礦井每米巷道的掘進(jìn)工程費(fèi)已高達(dá)12萬(wàn)元以上；一個(gè)120萬(wàn)噸的生產(chǎn)礦井軟巖巷道年維修費(fèi)用高達(dá)1億元以上，在目前市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)條件下已經(jīng)到了煤礦無(wú)法承受的地步。另一方面，隨著我國(guó)新生代煤層的大力開(kāi)發(fā)，軟巖礦井?dāng)?shù)量與日俱增。此外，統(tǒng)計(jì)表明：我國(guó)立井的深度在20世紀(jì)50年代平均不到200m，而90年代平均已達(dá)600m。相當(dāng)于平均每年以10m的速度向深部發(fā)展；生產(chǎn)礦井1980年平均開(kāi)采深度為288m，而1995年平均深度為428m，平均年降深9.39m。事實(shí)上，大部分軟巖生產(chǎn)礦均在向深部轉(zhuǎn)移，一部分老礦區(qū)開(kāi)采深度多為500700m。新建礦井深度多為600900m，在高應(yīng)力作用下這些軟巖礦井的巷道開(kāi)掘和維護(hù)都將十分困難。所以，隨著我國(guó)煤炭生產(chǎn)建設(shè)發(fā)展，軟巖支護(hù)問(wèn)題必將日益嚴(yán)重。2支護(hù)形式選擇巖石支護(hù)是用來(lái)提高井下巷道圍巖穩(wěn)定性和維護(hù)圍巖自撐能力，它分為巖石加固的主動(dòng)支護(hù)和巖石支撐的被動(dòng)支護(hù)。非預(yù)應(yīng)力灌注式樹(shù)脂錨桿是一中主動(dòng)支護(hù)，它隨圍巖變形就張緊。型鋼支架是一種被動(dòng)支護(hù)，它只有當(dāng)圍巖失穩(wěn)逐漸向巷道內(nèi)移動(dòng)時(shí)才起作用。井下巷道支護(hù)形式的選擇，取決于圍巖破碎帶范圍和破碎程度。I圍巖屬硬巖、低應(yīng)力區(qū)，可采用光面爆破，不支護(hù)或樹(shù)脂錨桿（圖1a、b)或機(jī)械錨固式錨桿（圖2a），掛金屬網(wǎng)，防止小巖塊冒落。 樹(shù)脂錨桿多為端頭錨固型，即用樹(shù)脂為粘結(jié)劑，在固化劑和加速劑作用下將錨桿的頭部粘結(jié)在錨桿孔內(nèi)。它具有凝結(jié)硬化快、粘結(jié)強(qiáng)度高、安全可靠、施工操作簡(jiǎn)便、適用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，且控制圍巖位移和抗震性能好，可以對(duì)圍巖施加預(yù)壓應(yīng)力，在很短時(shí)間內(nèi)便能達(dá)到很大的錨固力。樹(shù)脂錨桿由樹(shù)脂藥包和桿體組成。樹(shù)脂藥包的外袋用雙層玻璃紙或聚酯薄膜做成，內(nèi)裝樹(shù)脂、加速劑和填料；內(nèi)管為玻璃小管，玻璃小管內(nèi)裝有固化劑和填料。普通樹(shù)脂錨桿我國(guó)使用的樹(shù)脂錨桿以金屬桿體為主。早期的錨桿桿體為圓鋼，直徑1418mm，其頭部加工成反麻花形，以利增加粘結(jié)和攪破藥包；為防止安裝攪拌時(shí)樹(shù)脂外流和保證錨桿固長(zhǎng)度，在麻花結(jié)構(gòu)尾部焊有擋圈。目前，錨桿桿體主要以螺紋鋼為主，頭部削成斜坡?tīng)钜岳麛嚻扑幇ｃ@孔直徑為2842mm，桿體直徑為1622mm，長(zhǎng)度從1800mm到2400mm不等。樹(shù)脂錨固劑為高分子化學(xué)材料，其粘結(jié)能力強(qiáng)、固化速度快、耐久性好、抵御環(huán)境和人為影響因素能力強(qiáng)。錨固劑是由兩種不同組分的數(shù)值膠泥和過(guò)氧化物固化劑嚴(yán)格按科學(xué)配方分別包裝而成，凝結(jié)時(shí)間可按設(shè)計(jì)要求在十幾秒到幾小時(shí)內(nèi)準(zhǔn)確調(diào)控，其結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖2。樹(shù)脂錨固劑的型號(hào)、規(guī)格見(jiàn)表1和表2。圖2樹(shù)脂藥包示意圖表1 樹(shù)脂錨固劑規(guī)格型號(hào)規(guī)格/mm質(zhì)量/g適用鉆孔/mm使用范圍35373537070010422井筒裝備安裝35303530055010422巷道錨噴支護(hù)端錨28352835040010322巷道錨噴支護(hù)及其它28502850064010322巷道支護(hù)和全長(zhǎng)錨固23352335030010282巷道小直徑支護(hù)和全長(zhǎng)錨固23502350043010282巷道小直徑支護(hù)和全長(zhǎng)錨固表2 樹(shù)脂錨固劑主要型號(hào)和特征型號(hào)特性凝膠時(shí)間/min固化時(shí)間/min備注CK超快0.515在2010C環(huán)境溫度下測(cè)定K快速1.527Z中速3412M慢速152040CM超慢120240等強(qiáng)度螺紋鋼錨桿由于目前常用的錨桿桿體直徑均大于錨桿桿尾螺紋部分直徑，這就造成桿尾部分與桿體部分強(qiáng)度產(chǎn)生較大差異，因此在現(xiàn)場(chǎng)使用中，經(jīng)常在未達(dá)到錨桿規(guī)定的極限強(qiáng)度前就在桿體與桿尾螺紋交界處產(chǎn)生拉斷破壞。因此，要提高同等規(guī)格錨桿極限破斷強(qiáng)度，就必須改變錨桿桿尾螺紋的加工工藝。為使錨桿整體強(qiáng)度真正達(dá)到等強(qiáng)。可采用滾壓無(wú)熱處理技術(shù)新工藝。該工藝簡(jiǎn)單易行，采用特殊機(jī)械滾壓加工技術(shù)，使絲扣段螺紋配合較大型號(hào)螺母，如18mm、20mm的錨桿桿體配合M22、M24的螺母，從而使絲扣段強(qiáng)度與桿體強(qiáng)度保持一致（表3）。因此，等強(qiáng)度螺紋鋼錨桿具有較好的支護(hù)性能。表2 普通錨桿與等強(qiáng)錨桿破壞強(qiáng)度對(duì)比表?xiàng)U體直徑/mm錨桿類(lèi)型絲扣段直徑/mm配合螺母/mm破壞部位破壞強(qiáng)度/kN加工工藝18普通錨桿16.2M18絲扣段117車(chē)削、損失加工等強(qiáng)錨桿18.2M20桿體段145車(chē)削、無(wú)損失加工20普通錨桿18.2M20絲扣段145車(chē)削、損失加工等強(qiáng)錨桿20.2M22桿體段178車(chē)削、無(wú)損失加工22普通錨桿20.2M22絲扣段178車(chē)削、損失加工等強(qiáng)錨桿20.2M24桿體段221車(chē)削、無(wú)損失加工單向左旋無(wú)縱筋螺紋鋼錨桿目前所使用的螺紋鋼大部分分為雙向紋兩筋螺紋鋼，雖然螺紋鋼能與錨固劑有較好的結(jié)合，但在注入錨桿時(shí)，桿體縱筋螺旋轉(zhuǎn)半徑大于桿體螺紋鋼旋轉(zhuǎn)半徑，從而造成桿體螺紋鋼不能與樹(shù)脂膠體緊密結(jié)合而產(chǎn)生較強(qiáng)的握裹力；同時(shí)，雙向螺紋不利于錨固劑充填密實(shí)，因此可降低錨固強(qiáng)度。針對(duì)雙螺紋鋼存在的缺陷，可對(duì)錨桿桿體表面結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化。將錨桿桿體專(zhuān)門(mén)軋制成單向無(wú)縱筋螺紋鋼，取消縱筋，螺紋為單向左旋，與錨桿注入時(shí)旋轉(zhuǎn)方向一致。在旋轉(zhuǎn)注入錨桿時(shí)，在單向左旋螺紋旋轉(zhuǎn)作用下產(chǎn)生強(qiáng)有力的壓力向深部推進(jìn)，在此壓力作用下呈液體狀態(tài)的樹(shù)脂錨固劑可以充填孔中裂隙和排出孔中污水，增加錨固劑和錨桿桿體之間的握裹力以及錨固劑與巖體之間的粘結(jié)力，可以有效地提高錨桿的錨固力。單向左旋無(wú)縱筋螺紋鋼可用于各類(lèi)礦山和地下工程，特別是在不穩(wěn)定地層巷道支護(hù)中取得較好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。玻璃鋼錨桿玻璃鋼錨桿是采用玻璃纖維作為增加材料、以聚酯樹(shù)脂為基材，經(jīng)專(zhuān)用拉擠機(jī)牽引，通過(guò)預(yù)成型模在高溫高壓下固化為全螺紋玻璃纖維增強(qiáng)塑料桿體，加上樹(shù)脂錨固劑、托盤(pán)和螺母組成玻璃鋼錨桿。玻璃鋼桿體具有可割性，很適合于綜采工作面臨時(shí)支護(hù)使用，而且具有良好的防腐性能，可以部分取代鋼錨桿以節(jié)約鋼材。這種玻璃鋼錨桿桿體可切割、輕質(zhì)高強(qiáng)、便于安裝；成本低，與金屬錨桿相比成本可降低40%左右，可替代現(xiàn)有煤幫金屬錨桿、木錨桿、竹錨桿等進(jìn)行煤幫支護(hù)。II硬巖、低應(yīng)力區(qū)、節(jié)理、層里面局部破碎，可采用機(jī)械錨固式錨桿加拉條鋼帶，對(duì)硐室和破碎機(jī)房，可用注漿錨桿支護(hù)。機(jī)械錨固式錨桿是井下最早的巖石加固方式，加拿大仍然常用它。若巖石對(duì)錨桿有足夠的握裹力，安裝良好的張殼式錨桿（圖3a），可達(dá)到允許載荷力。若錨桿超載，托盤(pán)處螺紋或錨桿錨固端螺紋損壞，也不會(huì)由于錨桿滑動(dòng)造成錨固失效。預(yù)應(yīng)力錨桿對(duì)維護(hù)開(kāi)挖巷道圍巖松動(dòng)巖塊的穩(wěn)定最有效。巖塊松動(dòng)可能是巖石節(jié)理、層理發(fā)育造成的，也可能爆破震壞導(dǎo)致的。松動(dòng)巖塊冒落都會(huì)危機(jī)工作環(huán)境安全，因此需進(jìn)行某種形式支護(hù)的。圖3機(jī)械錨固式和機(jī)械摩擦錨桿由于圍巖的松動(dòng)波及不深，支護(hù)只需要承受松動(dòng)巖石的自重。用機(jī)械式錨固和掛金屬網(wǎng)可有效的支護(hù)。錨桿預(yù)應(yīng)力要求極限斷裂載荷的70%左右。機(jī)械錨固式錨桿存在的問(wèn)題，一是錨固端隨時(shí)間推移就滑移，可能是由于爆破震動(dòng)引起的；二是錨體受含硫化物地下水的腐蝕，有時(shí)不到一年就失效，這時(shí)應(yīng)采用全長(zhǎng)注漿錨桿。由于爆破和防腐技術(shù)的改進(jìn)，減少了圍巖松動(dòng)的范圍，機(jī)械錨固式錨桿和金屬網(wǎng)用量降低。注漿式或摩擦式錨桿能克服機(jī)械錨固式錨桿的缺點(diǎn)，采用全長(zhǎng)注漿和全長(zhǎng)摩擦錨桿，如樹(shù)脂錨桿（圖1）和管逢式錨桿（圖3b）和脹管式錨桿（圖3c）。即使錨桿發(fā)生滑移或托盤(pán)破裂，留在巖層中那段錨桿仍然錨固著，繼續(xù)提供支護(hù)抗力。注漿式和摩擦式錨桿的缺點(diǎn)是不能張緊，所以必須在巖石有明顯移動(dòng)之前安裝。爆破的精心操作，錨桿盡可能靠近掘進(jìn)工作面安裝，可為不同條件的圍巖提供非常有效的支護(hù)。比機(jī)械錨固式錨桿應(yīng)用范圍大得多，安裝錨桿緊跟工作面，相應(yīng)減少?lài)鷰r變形量，加強(qiáng)巖塊間的結(jié)合。隨著注漿式或摩擦錨桿的發(fā)展，非預(yù)應(yīng)力錨桿的廣泛應(yīng)用于采礦業(yè)，并將成為巖石加固主要手段。井下用的大部分巖石錨桿和樹(shù)脂錨桿都可以用鋼絲繩砂漿錨桿代替，它不論是否張緊，都可以安裝和注漿。近年來(lái)研究的鋼絲繩簡(jiǎn)單的張緊技術(shù)，以取代以前復(fù)雜的張緊方法。用鋼絲繩砂漿錨桿加固放礦溜道、研石溜道很有效。露出圍巖的鋼絲繩逐漸破損也不會(huì)減少留在巖層中那段注漿鋼絲繩的錨固力。鋼絲繩的柔性允許巖層在其強(qiáng)度沒(méi)有明顯削弱時(shí)的自撐。采場(chǎng)在開(kāi)采和回填時(shí)，長(zhǎng)鋼絲繩砂漿錨桿可埋在要回采的礦物體內(nèi)，以便支護(hù)回采工作面的上璧。隨著鋼絲繩的逐漸截短，鋼絲繩剩余段由于工作面上部巖層下移而張緊，從而產(chǎn)生錨固力。當(dāng)鋼絲繩減少至2m時(shí)，新鋼絲繩在第一批鋼絲繩處搭接安裝，用于承擔(dān)第一批鋼絲繩被截后的支護(hù)。當(dāng)支護(hù)大范圍潛在的失穩(wěn)巖層時(shí)，若鄰近的是斷層帶，張緊鋼絲繩砂漿錨桿可在工作面回采前從準(zhǔn)備巷道內(nèi)安裝。鋼絲繩砂漿錨桿也成功地用土木工程，如地下大動(dòng)力室吊車(chē)起重梁的錨固和大跨度隧道的支護(hù)。拉條帶鋼。當(dāng)巷道圍巖為層狀結(jié)構(gòu)時(shí)，即大部弱面為沿一個(gè)方向移動(dòng)，巖石沿弱面方向的強(qiáng)度高于其垂直方向。采用拉條鋼帶比金屬網(wǎng)更有效。拉條安裝在錨桿之間，且垂直于弱面走向(圖4)。平行于弱面走向安裝拉條通常效果差些。圖4拉條III低應(yīng)力區(qū)、爆破造成弱面和少量圍巖破壞，采用預(yù)應(yīng)力錨桿掛金屬網(wǎng)支護(hù)。在使用的金屬網(wǎng)中，選定錨桿間距為巖層弱面平均層間距的3倍。假設(shè)節(jié)理和弱面產(chǎn)生的巖塊平均邊長(zhǎng)約0.5m，則理想錨桿間距應(yīng)1.5m，錨桿長(zhǎng)度為間距的2倍，則為3m。但如果節(jié)理平均間距為0.1m，錨桿安裝中心距0.3m是不可能的，這時(shí)用金屬網(wǎng)支護(hù)托盤(pán)間的小塊巖石。金屬網(wǎng)可以是鏈接，也可以是焊接，鏈接金屬網(wǎng)(圖5)易彎曲，有很高的承載能力，但安裝困難，且不適宜噴射混凝土，這是噴射后，鏈接后面的混凝土空穴難以消除。焊接金屬網(wǎng)在金屬絲方格交叉點(diǎn)上施焊，它有很好的剛性比鏈節(jié)金屬網(wǎng)好安裝。網(wǎng)節(jié)小，不妨礙混凝土噴進(jìn)它的后面，所以焊接金屬網(wǎng)適宜于噴射混凝土。圖5鏈接金屬網(wǎng)IV低應(yīng)力區(qū)、節(jié)理發(fā)育，采用噴射混凝土支護(hù)，噴層厚度50mm，加硅粉和鋼纖維。若噴層失效，打管縫式(圖3b)或脹管式錨桿(圖3c)，掛金屬網(wǎng)。噴射混凝土支護(hù)，是以壓縮空氣為動(dòng)力、用噴射機(jī)將細(xì)骨料混凝土以噴射方法覆蓋到需要維護(hù)的巖面上從而凝結(jié)硬化后形成混凝土結(jié)構(gòu)的支護(hù)方式。噴射混凝土可以單獨(dú)使用，在巖石、土層面或結(jié)構(gòu)面上形成護(hù)壁結(jié)構(gòu)，成為噴射混凝土。 噴射混凝土也可以和錨桿、預(yù)應(yīng)力錨桿（錨索）聯(lián)合使用，形成以錨桿等為主的支護(hù)結(jié)構(gòu)，簡(jiǎn)稱(chēng)錨噴支護(hù)。聯(lián)合作用時(shí)，主要是用于避免錨頭部位錨桿間巖土體的松脫和風(fēng)化，可以起到加強(qiáng)錨桿等錨固構(gòu)件的作用。由于噴射混凝土的施工工藝和普通混凝土有很大差別，因而其物理力學(xué)性能和對(duì)圍巖的支護(hù)特性有以下特點(diǎn)：混凝土在高速?lài)娚溥^(guò)程中,水泥顆粒受碰撞沖擊,混凝土噴層受到連續(xù)沖實(shí)壓密,而且噴射工藝又允許采用較小的水灰比,因此噴射混凝土層具有致密的組織結(jié)構(gòu)和良好的物理力學(xué)性能。特別是其粘結(jié)力大，能同巖石緊密粘結(jié)，是形成噴射混凝土獨(dú)特支護(hù)作用的重要因素。噴射混凝土能隨巷道掘進(jìn)及時(shí)施工，由于加入速凝劑后其早期強(qiáng)度成倍增長(zhǎng)，因而能夠控制圍巖的過(guò)度變形和松弛。噴射較薄具有一定柔性，可以和圍巖共同變形產(chǎn)生一定量徑向位移。噴射混凝土支護(hù)的作用原理加固和防止風(fēng)化噴射混凝土以較高速度射入張開(kāi)的節(jié)理裂隙，產(chǎn)生如同石墻灰縫一樣的粘結(jié)作用，從而提高巖體的粘結(jié)力和內(nèi)摩擦角，即提高圍巖強(qiáng)度。同時(shí)，噴射混凝土層封閉了圍巖，能夠防止因水和風(fēng)化作用造成圍巖的破壞和剝落。改善圍巖應(yīng)力狀態(tài)巷道掘進(jìn)以后即使噴射一層具有早期強(qiáng)度的混凝土，一方面可將圍巖表面的凸凹不平處填平，消除因巖面不平而引起的應(yīng)力集中現(xiàn)象，避免過(guò)大的集中應(yīng)力造成圍巖破壞；另一方面，可使巷道周邊圍巖由單向或雙向受力狀態(tài)轉(zhuǎn)化為三向受力狀態(tài)，可提高圍巖強(qiáng)度。與圍巖共同作用開(kāi)巷后如能及時(shí)對(duì)暴露圍巖噴射一層混凝土，使噴層與巖石的粘結(jié)力和抗剪強(qiáng)度足以抵抗圍巖的局部破壞，防止個(gè)別圍巖活石的滑移或墜落，那么巖塊間的連鎖咬合作用就能得以保持，這樣不僅能保持圍巖自身穩(wěn)定，而且還可以與噴層構(gòu)成共同承載的整體結(jié)構(gòu)。噴射混凝土材料噴射混凝土要求凝結(jié)硬化快、早期強(qiáng)度高，故應(yīng)優(yōu)先選用硅酸鹽水泥和普通硅酸鹽水泥，水泥的強(qiáng)度等級(jí)不得低于32.5。為了保證混凝土強(qiáng)度和凝結(jié)速度，笨得使用受潮或過(guò)期結(jié)塊的水泥。為了保證混凝土強(qiáng)度，防止混凝土硬化后的收縮和減少粉塵，噴射混凝土中的細(xì)骨料應(yīng)采用堅(jiān)硬干凈的中砂或粗砂，細(xì)度模數(shù)宜大于2.5。為了減少回彈和防止管路堵塞，噴射混凝土的粗骨料粒徑一般不大于15mm。噴射混凝土的強(qiáng)度一般要求不得低于15MPa；水灰比以0.40.5最佳。水灰比在此范圍內(nèi)噴射的混凝土強(qiáng)度高而回彈少。通過(guò)在普通噴射混凝土加入鋼纖維的方法可有效的改善混凝土的整體力學(xué)性能和物理性質(zhì)，特別是提高混凝土噴層的抗拉強(qiáng)度和變形能力、變脆性材料為塑性材料。國(guó)內(nèi)外已經(jīng)在隧道和地下工程中使用鋼纖維混凝土，取代傳統(tǒng)的普通混凝土加設(shè)鋼筋網(wǎng)作為永久支護(hù)，這樣可部分省掉鋼筋網(wǎng)、節(jié)省大量的人力物力財(cái)力。噴射混凝土主要性能指標(biāo)噴射混凝土抗壓強(qiáng)度一般設(shè)計(jì)噴射混凝土強(qiáng)度要求達(dá)到1520MPa。噴射混凝土也和一般混凝土一樣，強(qiáng)度隨時(shí)間增長(zhǎng)而增加，最終強(qiáng)度可以達(dá)到120%130%。粘結(jié)強(qiáng)度噴射混凝土的拌和料以高速?zèng)_擊面層，不僅可以提高漿料密實(shí)度，而且還可以形成510mm的漿液層充滿(mǎn)面層而接受后續(xù)的骨料。因此，無(wú)論噴層面是磚、混凝土或石料，均有較高的粘結(jié)強(qiáng)度。噴射混凝土厚度單獨(dú)使用時(shí)，噴射混凝土厚度一般為50150mm；多次噴射時(shí)，噴層厚度也可以到250mm；與錨桿聯(lián)合使用時(shí)，根據(jù)工程性質(zhì)不同可以采用50120mm。一般考慮到防止圍巖風(fēng)化和工程特點(diǎn)，要求噴層厚度不小于80100mm。當(dāng)巖體變形較大時(shí)，混凝土噴層將不能有效地進(jìn)行支護(hù)。試驗(yàn)證明，當(dāng)噴層厚度超過(guò)150mm時(shí)，不但支護(hù)能力不能提高，而且支護(hù)成本明顯提高，因此應(yīng)選用錨噴聯(lián)合支護(hù)。這時(shí)支護(hù)以錨桿為主，噴混凝土只對(duì)錨桿間表面巖石進(jìn)行局部支護(hù)和防止圍巖風(fēng)化。噴射混凝土施工工藝流程從混合料和施工工藝上可將噴射工藝分為干式噴射法和濕式噴射法兩種。知道現(xiàn)在，干噴法在我國(guó)和其他國(guó)家仍是噴射混凝土的一種主要方法。用干式噴射工藝時(shí)，先將砂、石過(guò)篩，按配合比和水泥一同送入攪拌機(jī)，然后用礦車(chē)將拌合料運(yùn)送到工作面，經(jīng)上料機(jī)裝入以壓縮空氣為動(dòng)力的噴射機(jī)，同時(shí)加入規(guī)定量的速凝劑，再經(jīng)輸料管吹送至噴頭處于水混合后噴敷到巖面上。用干式噴射機(jī)噴射混凝土?xí)r，裝入噴射機(jī)的是干混合料，在噴頭處加水后噴向巖石。噴射作業(yè)時(shí)粉塵大，水灰比不易控制，混合料與水的拌合時(shí)間短，因而混凝土的均質(zhì)性和強(qiáng)度受到影響且回彈量大、噴層質(zhì)量低。噴射混凝土質(zhì)量檢測(cè)主要檢測(cè)內(nèi)容包括噴射混凝土的強(qiáng)度和噴層厚度。噴射混凝土的強(qiáng)度檢測(cè)采用點(diǎn)荷載試驗(yàn)法，也可采用噴大板切割法或鑿方切割法，不得采用試塊法。點(diǎn)荷載試驗(yàn)法是用混凝土鉆取機(jī)從噴層中鉆取圓柱體心樣，然后用點(diǎn)載荷儀測(cè)試其點(diǎn)載荷強(qiáng)度，再根據(jù)點(diǎn)載荷強(qiáng)度確定噴層強(qiáng)度。拔出試驗(yàn)法是指在混凝土噴層中鉆孔、切槽并安裝擴(kuò)拔器進(jìn)行試驗(yàn)，根據(jù)極限拔出力確定噴射混凝土的抗壓強(qiáng)度。最后用統(tǒng)計(jì)法或非統(tǒng)計(jì)法進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，以確定噴層中的抗壓強(qiáng)度是否滿(mǎn)足要求。噴層厚度，可在噴射混凝土凝固前采用偵探法檢測(cè)，也可用打孔尺量法或取心法檢測(cè)。圖6噴射混凝土V高應(yīng)力區(qū)、節(jié)理圍巖，采用樹(shù)脂錨桿和脹管式錨桿支護(hù)，還可用鋼絲繩砂漿錨桿(圖1c)，不宜用機(jī)械錨固式錨桿。噴射混凝土用于永久性巷道支護(hù)，短期性巷道要掛金屬網(wǎng)和鋼帶拉條。VI巷道處于高應(yīng)力區(qū)，受采動(dòng)影響.采用加密注漿鋼筋錨桿。VII巷道處于承壓區(qū)、圍巖破碎、隨時(shí)有冒頂?shù)目赡埽捎霉芸p式錨桿，錨桿端間設(shè)拉條鋼帶。VIII斷層破碎帶的巷道，無(wú)法采用錨桿錨固，采用鋼纖維噴射混凝土，在噴層中鉆排泄孔，防止噴層內(nèi)形成壓力。在明顯的高應(yīng)力區(qū)和圍巖持續(xù)移動(dòng)區(qū)，則要求采用鋼支架。在硬巖開(kāi)挖中,鋼支架使用有限,大部分支護(hù)可以使用機(jī)械錨固式錨桿和灌注式樹(shù)脂錨桿、噴射混凝土和它們組合。掘進(jìn)斷層帶、嚴(yán)重破碎巖帶與斷層結(jié)合帶時(shí)，不能用機(jī)械錨固式錨桿和灌注式錨桿，需用型鋼支架（圖7），支撐巷道圍巖冒落巖石的自重。圖7型鋼支架此外，礦山地層條件的變化，使得單存錨桿支護(hù)或噴射混凝土支護(hù)技術(shù)不能滿(mǎn)足巷道穩(wěn)定和安全需要，從而在錨桿支護(hù)和噴射混凝土支護(hù)的基礎(chǔ)上形成了一系列新的支護(hù)形式，如巖石支護(hù)中以錨桿、金屬網(wǎng)、噴射混凝土、鋼帶等組成的聯(lián)合支護(hù)形式，可簡(jiǎn)稱(chēng)為錨噴支護(hù)。隨著技術(shù)發(fā)展，還逐步形成了預(yù)應(yīng)力錨索支護(hù)技術(shù)和錨桿桁架支護(hù)技術(shù)等。目前這些技術(shù)已經(jīng)在不同巷道中的支護(hù)取得了較好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。錨桿和噴射混凝土雖各有優(yōu)點(diǎn)，但也都有不足之處。錨噴聯(lián)合支護(hù)，恰能做到使二者相互取長(zhǎng)補(bǔ)短、互為補(bǔ)充，是一種性能更好的支護(hù)形式。錨桿與其穿過(guò)的巖體形成承載加固拱，噴射混凝土層的作用則是在于封閉圍巖、防止風(fēng)化剝落，和圍巖結(jié)合在一起能對(duì)錨桿間的表面巖石起支護(hù)作用。試驗(yàn)表明，用錨桿進(jìn)行支護(hù)時(shí)，在兩錨桿間的圍巖表面附近會(huì)產(chǎn)生拉應(yīng)力。如果巖石松軟，在拉應(yīng)力的作用下可能產(chǎn)生局部破壞和掉塊，而局部小巖塊的墜落又可能導(dǎo)致深部巖石的松動(dòng)和破壞，這樣將削弱巖石加固拱的穩(wěn)定性和承載能力。因此，錨桿與噴射混凝土聯(lián)合使用，就可以防止局部巖塊松動(dòng)和墜落，從而加固和提高巖石拱的承載能力。雖然噴射混凝土能有效控制錨桿間的石塊掉落，但其本身是脆弱的，當(dāng)巖石變形較大時(shí)易出現(xiàn)開(kāi)裂剝落。解決方法之一就是在噴射混凝土之前敷設(shè)金屬網(wǎng)，噴后形成鋼筋混凝土層，提高了噴層的整體性，改善了噴層的抗拉性能，這就形成了錨噴網(wǎng)聯(lián)合支護(hù)，能有效的支護(hù)松散破碎的軟弱巖層。另外，為了克服噴網(wǎng)層的整體性差和剛度低的缺陷，可采用鋼帶或鋼筋梯將全斷面內(nèi)的錨桿連接起來(lái)后在噴漿封閉，形成符合結(jié)構(gòu)。為擴(kuò)大錨桿支護(hù)使用范圍，充分發(fā)揮錨桿支護(hù)的經(jīng)濟(jì)、快速、安全可靠等優(yōu)點(diǎn)，在大斷面、地質(zhì)構(gòu)造破壞段、頂板軟弱且較厚、高地應(yīng)力、綜放巷道等困難、復(fù)雜的巷道中，為增加錨桿支護(hù)的安全可靠性，可使用小孔徑預(yù)應(yīng)力錨索進(jìn)行加強(qiáng)支護(hù)。預(yù)應(yīng)力錨索加強(qiáng)支護(hù)在巖巷支護(hù)中占有重要地位。由于它的錨固深度大，可將下部不穩(wěn)定巖層錨固在上部穩(wěn)定巖層中，可靠性較好且可施加預(yù)應(yīng)力而實(shí)現(xiàn)主動(dòng)支護(hù)，因而是支護(hù)技術(shù)中一種可靠有效的手段。對(duì)于節(jié)理和裂隙發(fā)育、斷層破碎帶等圍巖松散、破碎的情況，近年來(lái)又開(kāi)發(fā)了注漿錨桿技術(shù)，即利用錨桿注漿技術(shù)改變圍巖松散破碎結(jié)構(gòu)，提高其粘結(jié)力、內(nèi)摩擦角和圍巖的整體性，使圍巖為錨桿提高可靠的著力基礎(chǔ)，充分發(fā)揮錨桿對(duì)松散破碎 巖層的錨固作用。注漿錨桿既是錨桿又能用其進(jìn)行注漿。圍巖注漿后，一方面將松散破碎巖塊膠結(jié)成整體，從而提高巖體的內(nèi)聚力和內(nèi)摩擦角，使巖體本事成為支護(hù)結(jié)構(gòu)；另一方面，使普通端錨式錨桿變成全長(zhǎng)錨固錨桿，使錨桿與圍巖形成整體，充分發(fā)揮錨桿錨固作用，組成可靠的組合拱。利用漿液充填圍巖裂縫，與錨噴網(wǎng)支護(hù)相結(jié)合，形成多層組合拱，可擴(kuò)大支護(hù)結(jié)構(gòu)的有效承載范圍，提高支護(hù)結(jié)構(gòu)的整體性和承載能力。另外，錨噴或錨噴支護(hù)加鋼拱架或砌碹支護(hù)結(jié)構(gòu)主要使用于破碎圍巖松動(dòng)壓力和變形位移的情況以及其他復(fù)雜條件下。在這些條件下，錨噴或錨噴網(wǎng)支護(hù)作為一次支護(hù)，二次支護(hù)采用鋼拱架或砌碹支護(hù)。3軟巖巷道問(wèn)題分析軟巖巷道的礦壓控制與巷道支護(hù)一直是長(zhǎng)期困擾著地下采礦工業(yè)發(fā)展的難題之一。地壓大、難支護(hù)的巷道已被列入軟巖巷道研究之列,軟巖已成為軟弱、破碎、松散、膨脹、流變、強(qiáng)風(fēng)化蝕變及高應(yīng)力巖體的總稱(chēng)。我國(guó)許多礦區(qū),目前都存在軟巖巷道支護(hù)困難的問(wèn)題,并成為影響礦區(qū)發(fā)展和礦井經(jīng)濟(jì)效益的主要因素。對(duì)軟巖巷道的變形機(jī)理及支護(hù)技術(shù)進(jìn)行深入研究有助于軟巖支護(hù)理論的發(fā)展,改善主要憑經(jīng)驗(yàn)支護(hù)的現(xiàn)狀，使軟巖支護(hù)技術(shù)更加科學(xué)。I軟巖巷道變形機(jī)理及支護(hù)原則根據(jù)主要影響因素及工程巖體分級(jí)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)所依據(jù)的巖石堅(jiān)硬程度和巖體完整程度兩個(gè)巖體穩(wěn)定性的基本共性因素，將軟巖劃分為5類(lèi),即軟弱型軟巖、破碎型軟巖、高應(yīng)力型軟巖、軟弱破碎型軟巖、膨脹性軟巖。由于組成巖體的巖塊強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)面特性不同，不同類(lèi)型軟巖巷道圍巖變形規(guī)律各不相同，實(shí)踐中應(yīng)根據(jù)不同類(lèi)型的軟巖確定巷道變形、失穩(wěn)機(jī)理及其支護(hù)原則和方案。a.軟弱型軟巖巷道軟弱型軟巖的巖塊強(qiáng)度低,巖石完整性較好，故變形以巖塊變形為主,結(jié)構(gòu)面的影響較小。這類(lèi)軟巖巷道破壞機(jī)理以塑性變形和流變變形為主，巷道變形的特點(diǎn)是變形持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)、變形速度快、變形量大,表現(xiàn)為明顯的流變變形特征，破壞型式主要有持續(xù)性的擠壓流動(dòng)性底鼓、大變形量的頂板及兩幫收斂變形。支護(hù)時(shí)，應(yīng)采用高強(qiáng)度的全封閉高阻支護(hù)結(jié)構(gòu)，并適當(dāng)讓壓。常用方法有錨噴網(wǎng)加可縮性金屬支架,錨注支護(hù)加噴砼和金屬網(wǎng)法等。b.破碎型軟巖巷道破碎型軟巖的巖體完整性差,巖塊強(qiáng)度較高，變形是由于巖塊沿結(jié)構(gòu)面滑移破壞。這類(lèi)巷道變形以松動(dòng)塌落變形和流變變形為主，破壞型式主要有頂板冒落、兩幫片落鼓折、大變形量的頂板及兩幫收斂變形。支護(hù)應(yīng)能夠加固巖體結(jié)構(gòu)面，提高巖體整體強(qiáng)度,宜采用高強(qiáng)支護(hù)，并適當(dāng)讓壓方式，如錨注支護(hù)加噴砼和金屬網(wǎng)法等。c.高應(yīng)力型軟巖巷道高應(yīng)力型軟巖指巖體完整性差，處于高地應(yīng)力和采動(dòng)應(yīng)力環(huán)境中的巖石。這類(lèi)軟巖巷道在巖塊強(qiáng)度較高時(shí)，變形破壞以松動(dòng)塌落為主，具體形式有冒頂、片幫；在巖塊強(qiáng)度較低時(shí)，變形破壞以流變變形為主。高地應(yīng)力地區(qū)軟巖巷道的主要破壞形式有大變形和巖爆兩種。當(dāng)變形量很大且延續(xù)時(shí)間很長(zhǎng)時(shí)，就產(chǎn)生了持續(xù)不斷的破壞以致深入到圍巖內(nèi)部，使圍巖塑性區(qū)逐漸增大造成硐室大規(guī)模坍塌,巷道圍巖破壞具有明顯的時(shí)效性。為了防止巖體破壞，必須適當(dāng)卸壓，且支護(hù)作用必須控制持續(xù)不斷的變形和破壞，并維持巷道的穩(wěn)定，可采用組合錨桿，金屬網(wǎng)加噴砼方法等。d.軟弱破碎型軟巖巷道軟弱破碎型軟巖兼有軟弱型與破碎型軟巖變形的特點(diǎn)，巖塊強(qiáng)度低，巖體完整性差。該類(lèi)巷道變形機(jī)理十分復(fù)雜，表現(xiàn)為強(qiáng)烈的流變變形特性，且來(lái)壓迅猛。巷道支護(hù)須采用高強(qiáng)度的全封閉支護(hù)結(jié)構(gòu)來(lái)加固巖體，如錨注支護(hù)加噴砼和金屬網(wǎng)，高強(qiáng)度噴網(wǎng)加高強(qiáng)度可縮性金屬支架方法等。e.膨脹性軟巖巷道膨脹性軟巖多含有膨脹性顆粒和介質(zhì)，如蒙脫石、伊利石等。膨脹性粘土礦物成分吸水后體積膨脹，產(chǎn)生很大的膨脹力或遇水發(fā)生物理化學(xué)反應(yīng)，使圍巖強(qiáng)度降低或喪失，從而致使巷道變形破壞。巷道變形以膨脹和流變變形為主，圍巖變形量大，持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，極易坍塌。巷道支護(hù)應(yīng)封閉圍巖表面，采用全封閉的高阻讓壓結(jié)構(gòu)，如錨注支護(hù)加噴砼和金屬網(wǎng)及高強(qiáng)錨噴網(wǎng)加高強(qiáng)可縮性金屬支架法等。II軟巖巷道支護(hù)技術(shù)a.錨桿支護(hù)技術(shù)錨桿支護(hù)把圍巖視為主動(dòng)支護(hù)體，在軟巖巷道圍巖發(fā)生較大位移變形前施行錨固，使圍巖形成具有較大剛度的整體，充分利用圍巖本身的強(qiáng)度和自承能力，變荷載為承載體，阻止和減少離層進(jìn)一步發(fā)展。在巷道圍巖上按一定網(wǎng)度布設(shè)錨桿形成錨桿群，其作用原理可分為以下三點(diǎn)：懸吊作用(如圖8a)：在塊裂結(jié)構(gòu)巖體中,圍巖往往會(huì)出現(xiàn)危險(xiǎn)關(guān)鍵塊體，可用錨桿群將其“懸吊”在穩(wěn)固巖層上；組合作用(如圖8b)：在層狀巖體中，錨桿及連接螺栓，將薄巖層組成厚梁，增大其抗彎剛度和承壓能力；擠壓加固作用(如圖8c)：在碎裂結(jié)構(gòu)巖體中，以一定方式布置預(yù)應(yīng)力錨桿群，各錨桿的預(yù)應(yīng)力在錨桿兩端產(chǎn)生一個(gè)錐形壓縮區(qū)，并互相連接起來(lái)，兩端錐形壓縮區(qū)之間巖體受到擠壓，形成一個(gè)擠壓加固帶，這個(gè)帶內(nèi)的巖體強(qiáng)度得以提高，整體性加強(qiáng)，好似一個(gè)承壓拱，充分發(fā)揮圍巖的自承載作用。圖8錨桿群的作用原理錨桿使用過(guò)程中，必須選擇合理的錨桿長(zhǎng)度，使錨固端錨固在圍巖松動(dòng)圈外的穩(wěn)固圍巖上；確定合理的錨桿網(wǎng)度,達(dá)到最佳錨固效果；測(cè)定設(shè)計(jì)錨桿的錨固力，確保錨桿能夠達(dá)到要求強(qiáng)度。同時(shí)，錨桿眼鉆鑿與錨桿安裝也至關(guān)重要，直接影響到錨固質(zhì)量。對(duì)于角礫狀破碎不穩(wěn)固的礦體，錨桿支護(hù)可以通過(guò)合理的網(wǎng)度或與金屬網(wǎng)聯(lián)合作用達(dá)到提高軟巖巷道整體穩(wěn)定性的目的。對(duì)于圍巖松動(dòng)圈半徑不大的采場(chǎng)巷道，錨桿支護(hù)是一項(xiàng)整體效果良好的控頂措施；但如果圍巖松動(dòng)圈半徑超過(guò)錨桿有效支護(hù)深度，錨桿支護(hù)也不能保證圍巖的穩(wěn)定性。b.錨桿的聯(lián)合支護(hù)技術(shù)為了進(jìn)一步提高軟巖巷道穩(wěn)定性，錨桿被廣泛應(yīng)用于錨網(wǎng)噴技術(shù)及錨注技術(shù)等。錨網(wǎng)噴技術(shù)中，錨桿錨固在未破壞的巖體上，阻止圍巖松動(dòng)變形和破壞；噴射混凝土噴層封閉圍巖表面,支護(hù)錨桿間圍巖，防止表面巖層冒落；噴層中鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)，可增加噴層的強(qiáng)度和柔性,提高支護(hù)的整體性。錨桿、混凝土噴層和鋼筋網(wǎng)三者組成的支護(hù)體與圍巖緊密結(jié)合，共同承載，既充分利用和發(fā)揮了圍巖的自承能力，又在與圍巖共同變形過(guò)程中及時(shí)提供支護(hù)抗力，限制圍巖產(chǎn)生有害變形，從而保持巷道穩(wěn)定。鶴壁十礦南翼大巷埋深大、地質(zhì)條件復(fù)雜、服務(wù)年限長(zhǎng)，對(duì)其應(yīng)用此項(xiàng)技術(shù)，有效地控制了圍巖變形，保證了巷道穩(wěn)定，取得了明顯的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。錨注支護(hù)是兼有錨桿支護(hù)與注漿加固共同優(yōu)點(diǎn)的一種支護(hù)方式。在巷道開(kāi)挖以后，對(duì)巷道圍巖進(jìn)行噴漿封閉，防止圍巖進(jìn)一步風(fēng)化；然后在圍巖中打入注漿錨桿進(jìn)行注漿加固。注漿錨桿既有錨桿支護(hù)的特點(diǎn)，又能通過(guò)此錨桿對(duì)圍巖進(jìn)行注漿。通過(guò)注漿、漿液充填、壓密裂隙空間,使圍巖由注漿前的無(wú)約束松散狀態(tài)變?yōu)橛慑^桿、漿體和圍巖共同作用的具有承受抗壓、抗剪切、抗拉等適應(yīng)復(fù)雜應(yīng)力、應(yīng)變狀態(tài)的支護(hù)體。焦作礦區(qū)古漢山礦主要運(yùn)輸大巷布置在軟巖層位上，巷道變形破壞十分嚴(yán)重。應(yīng)用錨注支護(hù)技術(shù)提高了圍巖本身的承載能力，達(dá)到治理圍巖的目的。c.砌碹支護(hù)及噴砼技術(shù)砌碹支護(hù)是軟巖支護(hù)的傳統(tǒng)方法，利用支護(hù)體自身的支護(hù)強(qiáng)度來(lái)支撐來(lái)自圍巖的初期礦山壓力，待平衡后，支護(hù)體和圍巖一起抵抗來(lái)自圍巖層的壓力。這種支護(hù)方法適合于巷道圍巖非常破碎，礦壓較大，采用錨噴支護(hù)優(yōu)越性不顯著；巷道圍巖很不穩(wěn)定，頂幫巖石極塌落，砼噴不上、粘不牢，錨桿的錨固力明顯下降的含油泥巖、粘土巖及斷層破碎帶。砌碹支護(hù)屬剛性支護(hù)，由于巷道本身成形不規(guī)則，當(dāng)應(yīng)力重新分布時(shí)，支護(hù)體是局部而不是全部接觸巖層。先接觸巖層的支護(hù)體必將先產(chǎn)生形變，在地壓過(guò)大時(shí)從某一支護(hù)薄弱點(diǎn)開(kāi)始遭受損壞，碹體很容易被壓碎，崩落。因此，探索用“剛?cè)峤Y(jié)合，先柔后剛”的方式克服各種壓力的不良影響，在碹體與圍巖間預(yù)留掘進(jìn)斷面一般取1.02.2 m2，兩幫預(yù)留間隙30100 mm，拱頂預(yù)留間隙120300 mm，并用砼、砂或碎矸石等填實(shí)(圖9)，形成碹體均勻受壓的緩沖層，在保證巷道有一定的可縮性情況下，盡量提高巷道整體承載能力。圖9壁后噴砼的砌碹支護(hù)技術(shù)d.U型鋼可縮性支架壁后充填層技術(shù)U型鋼可縮性支架是廣泛應(yīng)用于煤礦巖巷的一種被動(dòng)支護(hù)，其最大優(yōu)點(diǎn)是當(dāng)圍巖作用于支架上的壓力達(dá)到一定值時(shí)，支架便產(chǎn)生屈服縮動(dòng),縮動(dòng)的結(jié)果使圍巖作用于支架上的壓力下降，從而避免了圍巖的壓力大于支架的承載力而導(dǎo)致支架的破壞，保證了巷道的正常使用。但是由于施工技術(shù)、巖性條件等的限制，任何剛開(kāi)挖出來(lái)的巷道周邊都是凹凸不平的，與光滑的U型鋼支架出現(xiàn)點(diǎn)接觸現(xiàn)象，引起支架的受力不均勻，造成支架在復(fù)雜力系作用下工作，出現(xiàn)應(yīng)力集中導(dǎo)致支架局部屈服從而影響整個(gè)支架的性能。根據(jù)國(guó)內(nèi)外的試驗(yàn)結(jié)果和使用經(jīng)驗(yàn)表明：U型鋼可縮性支架壁后充填技術(shù)可以使支架均勻受力，有效地發(fā)揮支架的性能;在壁后密實(shí)充填的情況下，U型鋼支架的承載能力可比不進(jìn)行壁后充填時(shí)提高2.53倍。因?yàn)椋瑢⒁欢ê穸鹊哪z結(jié)硬化材料進(jìn)行壁后充填，可使支架與圍巖緊密接觸，保證支架能及時(shí)承載和均勻承載。當(dāng)圍巖來(lái)壓后通過(guò)充填層的壓縮變形產(chǎn)生讓壓作用，提高圍巖的自承載能力，控制圍巖的變形。實(shí)施壁后充填后，巷道圍巖與支架相互作用體系從無(wú)壁后充填情況下的“支架?chē)鷰r”作用體系變成了“支架充填層圍巖”三位一體的作用體系(見(jiàn)圖10)。支架與充填層組成了復(fù)合支護(hù)結(jié)構(gòu)，將無(wú)壁后充填情況下支架單獨(dú)對(duì)圍巖作用變成了支架與充填層共同對(duì)圍巖的作用。通過(guò)壁后充填層將支架與圍巖聯(lián)成一體，形成共同承載體，對(duì)于發(fā)揮圍巖的自承載能力更為有利。U型鋼支架壁后充填采用砼噴射機(jī)直接噴射充填，不但充填密實(shí)、效果好，而且施工工藝簡(jiǎn)單、技術(shù)要領(lǐng)容易掌握，大大降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，加快掘進(jìn)速度。該支護(hù)方法主要適用于強(qiáng)膨脹巖層及斷層破碎帶，淮南礦業(yè)集團(tuán)望峰崗煤礦-817 m副井車(chē)場(chǎng)北繞道，圍巖主要以泥巖和粉砂質(zhì)泥巖為主，巖石破碎松散，推廣以水泥、石膏和粉煤灰為原料的充填材料進(jìn)行工業(yè)試驗(yàn)，效果良好。圖10“支架充填層圍巖”三位一體作用體系e.離壁支護(hù)技術(shù)所謂的離壁支護(hù)是指在料石碹或U型支架與巷道毛斷面之間留有一定的間隙，且不進(jìn)行壁后充填的一種打破常規(guī)的特殊支護(hù)形