锚网喷+锚索联合支护在水泵房的应用
李敏
（龙煤集团鹤岗分公司富力煤矿，黑龙江鹤岗154103）
摘要该文根据富力煤矿水泵房所在深度及围岩岩性，分析了巷道受力状况，依据组合拱理论计算出支护参数。在井下采用锚网喷+锚索联合支护结构，取得了较好的经济效果。关键词锚网喷+锚索联合支护水泵房中图分类号TD354文献标识码B
1工程概况
富力煤矿－450m水泵房位于六水平，标高
－450m，是六水平唯一的排水系统，日排水量1000m3/
d，使用寿命与矿井服务年限相同。设计宽度5．6m，高
度6．0m，断面积31．3m2（见图1）。该泵房断面为直墙
三心拱形，采用锚网喷+锚索联合支护结构。2010年
3月施工，同年4月完工并交付使用至今状态稳定，支
护效果良好。
图1水泵房断面示意图
2地质条件及支护结构形式分析
2．1地质条件及应力分析
该大巷距地表垂深700m围岩，多为中砂岩、砂页
岩，岩性中硬，较稳定。由于大巷距地表较深，矿压显
现非常明显，压力很大，巷道变形严重。这给生产造成
很大影响，以前传统的锚杆+喷碹支护形式已经不能
适应深部巷道支护。
2．2支护结构方案分析
第一方案：锚网喷+砌碹联合支护结构，这种结构
是先用锚网作临时支护，然后浇筑钢筋混凝土作为永
久支护。
第二方案：锚网喷+U型钢支架组成联合支护结
构，这种结构是先用锚网喷作临时支护，然后架设U29
*收稿日期：2011－07－28作者简介：李敏（1969－），工程师，现龙煤集团鹤岗分公司富力煤矿一开拓区从事技术管理工作。型钢棚，再喷混凝土作为永久支护。
第三方案：锚网喷+锚索联合支护结构。这种结
构按照让压———抗压相结合的原则，也采用两次支护。
先用锚喷作为临时支护，二次用锚网喷+锚索作为永
久支护。第一次支护时喷层要薄，要让支护体能够产
生一定的变形，使围岩应力得以释放；同时支护体还必
须有一定的刚度，待围岩稳定以后进行二次支护。这
种支护结构主要是利用锚杆周围形成的锥形体压缩区
彼此重叠联接，在围岩中形成有效的组合拱结构，从而
可以提高支护结构的承载能力和稳定性。
根据水泵房围岩的状况，这3种支护方案都是可行
的。采用第1种方案存在开挖量大、施工工艺复杂、施
工工期长且围岩一旦破坏维修十分困难等缺点；第2种
方案的不足之处主要在于施工难度大，巷道成本高，存
在后期维修问题，不利于使用；第3种方案克服了前两
种的不足，支护结构较理想，解决了后期维修问题，因此
采用了第三种方案。另外从施工方便、材料消耗量及抗
压能力大等要求出发，确定了水泵房选用直墙三心拱形
断面，支护采用锚网喷+锚索联合支护结构。
3联合支护结构的设计及施工工艺
按照锚网喷组合拱支护原理，根据经验公式定出
锚杆的参数：
3．1锚杆长度
L=N（1．1+B/10）
式中：B－硐室宽度，5．6m；
N－围岩稳定性影响系数，取1．1。
L=1．1×（1．1+5．6/10）=1．77（m）=1770（mm）
最终确定锚杆长度为1．8m。
3．2锚杆间距
为确保安全，取锚杆间排距为1000×1000（mm）。
锚杆选用Φ20mm全螺纹钢高强度预应力锚杆，用CK
树脂锚固剂卷全长锚固，锚固力达60kN。
从目前－450m水平的其它巷道的变形情况看，仅
用锚网喷支护的巷道矿压显现明显，底鼓严重，侧压
大，有的巷道变形后已经严重影响了矿井的生产。而
锚网喷+锚索联合支护的巷道变形很小，支护效果非
常好。为防止大泵房变形破坏，影响排水系统，在锚网
喷基础上再进行锚索支护。采用Φ17．5mm、长162012年第2期6000mm的高强低松弛锚索，锚固力达到200kN。这样
组合拱的实际承载能力就完全能满足要求。全螺纹钢
等强锚杆和高强度低松弛锚索的技术性能参数分别见
表1、表2。
表1锚杆技术性能参数材质30MnSi直径（mm）20±0．1截面积（mm2）314屈服载荷（kN）≥131抗拉载荷（kN）≥189重量（kg/m）8．0延伸率（%）≥15螺距（mm）12±0．2表2锚索技术性能参数
材料1×7钢绞线直径（mm）17．5截面积（mm2）240．4强度（N/mm2）1860最低破断载荷（kN）260重量（kg/m）1．102延伸率（%）≥3．5
在水泵房施工时，先拱顶，后两帮，最后卧底。硐
室顶部开挖后，先安设第一遍锚杆，用Φ20mm、长
1800mm的全螺纹钢锚杆，间排距1000×1000（mm），再喷射50mm厚混凝土形成临时支护。水泵房上部成
型后，再在两排锚杆之间按五花布置安设第二遍锚杆，
锚杆规格及间排距同第一遍锚杆。随后挂金属网，安
设锚索，锚索间排距2000×2000（mm），最后喷射
150mm厚混凝土。形成永久支护。两帮施工工艺同顶
部。水泵房底部做基础，因此不进行全封闭支护。
4支护效果及经济效益分析
该硐室自完工至今已1年有余。由于设计合理，
施工质量高，目前泵房非常稳定，结构完好。
施工后经成本测算，水泵房采用锚网喷+砌碹支
护结构，494.92元/m3，采用锚网喷+U型钢支架联合
支护，单价534.54元/m3，而采用锚网喷+锚索联合支
护的结构，单价为478.73元/m
3。该泵房为33m，
掘进体积共1032.9m3。采用锚网喷+锚索支护需资金
49.45万元，比采用锚网喷+砌碹支护节约费用1.67
万元，比采用锚网喷+U型钢支架联合支护节约费用
5.76万元。因此，该泵房采用锚网喷+锚索联合支护
结构后，其经济效益是非常明显的。另外，采用此种支
护结构施工方便，速度快，比采用前两种支护结构缩短
工期近15d。因此该泵房采用锚网喷+锚索联合支护
结构技术上可行，经济上合理。262012年第2期