深井主要硐室聯合支護技術

龍建良

安徽理工大學能源與安全學院，安徽淮南 232001

深井主要硐室聯合支護技術

龍建良

安徽理工大學能源與安全學院，安徽淮南 232001

新集集團劉莊煤礦西區充電整流硐室原采用29U型棚支護，在高地應力作用下，造成該硐室底板臌起，U型棚變形，影響安全生產。為此，采用反底拱、澆注混凝土、固棚錨桿以及注漿等聯合支護形式進行試驗，結果表明此支護方式有效地控制了圍巖的變型破壞，取得了良好的支護效果。

深井；反底拱；注漿；聯合支護

1.概況

新集集團劉莊煤礦西區充電整流硐室標高-747m，其中充電硐室斷面規格為：凈寬×凈高=6000mm×5250mm，S凈=27.63m2。充電整流硐室原采用29U型棚支護，在高地應力作用下，造成該硐室底板臌起，U型棚變形，影響安全生產。巷道底板以張拉破壞為主，部分位置處在屈服后的恢復狀態，巷道破壞主要是從底板開始，最終導致巷道底板在拉應力的作用下破裂、底臌。因此，要對深部高應力巷道的底板進行有效支護。為此，對此段巷道采用架設反底拱，澆注混凝土，對棚腿采用錨桿加固，以及全斷面注漿等聯合支護形式維護巷道。

2.施工方案

2.1臥底采用松動炮破，輔以人工風鎬挖掘成形，PC-60B耙矸機裝巖，1.5噸礦車出貨；松動炮采用普通鉆爆法， 配7655風錘打眼，φ32mm一字形鉆頭，爆破采用φ27mm×430mm直徑礦用三級水膠炸藥，毫秒延期電雷管，水炮泥及黃泥做炮泥，毫秒延期電雷管、MFB-200起爆器起爆，炮眼深不超過1m，每眼裝藥量不超過1卷（0.3Kg），每次炮眼起爆眼數不得超過20個。

2.2施工反底拱前應按反底拱輪廓將底部找齊，反底拱為兩節結構36U型鋼半切圓拱，反底拱底梁焊接在站腿上，兩節底梁搭接為500mm，位于反底拱的中間，采用棚卡螺栓固定，站腿與修護后硐室36U型棚腿搭接500mm，采用一組卡欄固定，反底拱梁間距同充電硐室U型棚間距相同，安裝反底拱時，應先固定棚腿兩側，后搭接底梁中部，最后將螺絲擰緊上牢，搭接出現間隙時用鐵楔楔緊。安裝好后，打固棚錨桿，然后澆注混凝土，最后全斷面注漿加固圍巖。

3.架設反底拱技術要求

3.1臥底施工要求：臥底深度：腰線下（兩幫1910mm，硐室中心腰線下至底梁下口3216mm，臥底寬度：以巷道實際寬度為準。

3.2反底拱鋼棚安設要求：底梁間搭接為500mm，底梁與U型棚腿搭接為500mm，若底梁站腿與棚腿出現間隙時，采用上一組卡纜，另打一組護腿錨桿進行安設，錨桿規格為:22mm×2500mm，Z2850型樹脂錨固劑，每根錨桿配3卷，配合U型卡欄固定，每側一組2根錨桿，分別位于棚腿兩側，錨桿與卡纜間距為400mm，錨桿外露15mm～50mm，扭矩不得小于200N.M。附反底拱施工斷面圖見圖一。

3.3澆筑混凝土要求：反底拱澆筑砼強度為C30, 砼配合比為：水泥：砂子：石子=1：2.21：3.59（重量比），水灰比0.47，砂子為中粗砂，石子粒徑為Φ16mm～32mm,水泥使用PC42.5復合普通硅酸鹽水泥。

圖一 反底拱施工斷面圖

3.4打地坪要求：反底拱澆筑施工后，從腰線下1350mm打至1050mm（地坪），腰線至軌面1000mm；人工拌料時，水泥、砂子、石子必須要拌和均勻；反底拱澆筑砼施工時，要嚴格砼配比。澆筑過程要加強振搗；地坪厚度為300mm，地坪施工時要確保表面平整，沒有凹凸現象。

4.注漿施工技術要求

4.1 施工工藝

安裝好注漿泵、攪拌桶、清水泵、漿液桶及管路，形成注漿系統→搭設腳手架→布置注漿眼孔→打好注漿眼→清掃孔眼、安裝錨注錨桿→水泥液攪拌均勻→注漿(安全檢查貫穿整個循環過程)。

4.2 技術要求

4.2.1 漿液制作要求

漿液制作時，嚴格掌握注漿參數、漿液配比，水灰比，以滿足設計要求。注漿材料以單液水泥漿為主，注漿水泥采用Pc32.5復合硅酸鹽水泥，水灰比為1：1；若單孔注漿壓力小，注漿量稍大，也可在單液水泥漿中加入水泥量的15%～20%粉煤灰與其均勻攪拌注入，以節約材料，降低成本每桶漿液配制：攪拌桶容積0.39立方，滿桶時：用水300公斤、水泥6袋；2/3處：用水200公斤、水泥4袋。漿液需充分攪拌均勻，并在放漿口處設置過濾網，以防結塊水泥等雜物吸入漿管內。（附純水泥漿液（不加附加劑）現場配制表）

表一：純水泥漿液（不加附加劑）現場配制表

4.2.2 錨注孔施工要求

在施工錨注孔時，嚴格按照設計間排距和角度布置，間排距最大誤差控制在±100mm以內，孔深誤差控制在±100mm范圍以內，頂、幫錨桿角度不小于75°。錨注鉆孔的規格：錨注鉆孔深度，根據有關技術要求：頂、幫注漿孔深度為2.5m。錨注鉆孔的間排距：1.6m×1.8m。

4.2.3 注漿錨桿采用無縫鋼管制作，幫、頂錨注錨桿為2000mm，鋼管直徑Ф22mm，壁厚為3mm，桿體上每隔300mm均勻鉆出Ф6mm注漿孔。管口螺紋M22mm，管終端呈稍扁狀，以增加注漿出口壓力。

4.2.4 注漿系統的調試技術要求

注漿前，先對各連接管路、閥門、設備等進行檢查后用清水調定注漿壓力到需要的規定壓力。注漿擴散半徑按巷道圍巖裂隙考慮，取3.5m～4.0m。正常注漿壓力為1.0 MPa～2.0MPa，注漿終壓達到2.0MPa，穩定時間達5min為止。

4.2.5 注漿技術要求

注漿中，當注漿孔達到設計終壓后，降低流量10min，即可停機關閉注漿閥，再開啟泄壓閥后才能換孔注漿。注漿閥待漿液初凝約半小時后 ，方可拆卸。附西區充電硐室錨注斷面布置圖（圖二）。

圖二 西區充電硐室錨注斷面布置圖

5.支護結果

完整的現場檢測資料可以為巷道支護實施提供基礎數據，是巷道支護工程得以鞏固和發展的重要保證。新集劉莊煤礦西區充電硐室支護好后對底臌量進行了檢測，底臌量檢測結果如圖三所示。

圖三 西區充電硐室底板底臌量——時間關系曲線圖

從底板底臌量與時間的關系圖可以看出，支護好后5天內底臌量為4mm，18天內底臌量為6mm，38天內底臌量為7mm，45天內底臌量為7.3mm，45天后趨于穩定。

由此可見，通過對此段巷道架設反底拱、澆注混凝土、施工固棚錨桿以及注漿等聯合支護，巷道的穩定性得到明顯加強，巷道全斷面注漿很好地控制了巷道的變形，保證了巷道的圍巖的穩定性，架設反底拱很好地控制了底板臌起，形成了一個有效的支護組合拱，提高了支護結構的整體性和承載能力。取得了良好的支護效果，對于深井主要硐室有一定的推廣應用前景。

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10.3969/j.issn.1001-8972.2011.07.033

龍建良（1978年2月），性別 男，安徽理工大學能源與安全學院 礦業工程專業在讀工程碩士。