煤倉快速修復技術實例分析

姜喜林

（黑龍江龍煤礦業集團股份有限公司 鶴崗分公司，黑龍江 鶴崗154100）

隨著安全高效礦井建設和機械化水平不斷提高，采煤隊組個數減少、單產提高，礦井逐步實現集約化生產，富力煤礦二水平五分段－450m綜采工作面生產的煤炭、掘進工作面出煤進入－443m階段煤倉，通過該煤倉在折二皮帶井筒內的給煤機裝入鋼帶機，進入運煤系統運至地面，－443m階段煤倉對連續生產起著重要的緩沖作用。

1 煤倉概況

1.1 位置及作用

－443m階段煤倉位于二水平五分段－443m皮帶石門前部，為采區內11、18－2、21、22、27和29層煤開采及準備巷道的掘進煤提供存儲空間。

1.2 地質概況及失修情況

該煤倉上口標高－443.368m，下口標高－494.392 m，深度為51m，直徑Φ6.5m，容積為1425m3，原支護形式為混凝土碹，厚度400mm。由該倉上口每天進入的煤炭近萬噸。該煤倉長期受煤流的沖擊，在井壁出現兩條垂直方向的溝，一條溝位于煤倉上口往下3～21m處，塌進深0～1.5m，寬0～1.8m，高18m，比較完整；另一條溝位于煤倉上口往下12～41m處，塌進深0～4.6m，寬0～4.1m，高29m，塌冒比較嚴重，兩條溝之間相距6.5m，兩條溝相向而對。倉壁開裂，由原來的均勻受力，變為局部集中受力，煤倉壁易失穩，且仍在繼續惡化，倉幫墜倉砸壞下部給煤機，有造成綜采工作面停產的危險。因此，修復加固－443m階段煤倉成為當務之急。

2 修復方案的選擇

2.1 方案比較

方案一：選用傳統的配筋發碹，要經過綁扎主、副筋，支模澆灌混凝土發碹等工序，整套工序完成再加上養護時間，需要70天；方案二：選用錨網噴＋全長注漿錨索聯合支護技術，預計需42天。通過方案對比，認為配筋發碹施工工期太長，因而采用錨網噴＋全長注漿錨索聯合支護方案。

2.2 支護方法

錨網噴＋全長注漿錨索：采用錨桿長為2000mm的Φ20mm螺紋鋼，錨桿間排距為600mm×600mm，采用樹脂藥卷端頭錨固，單孔藥卷為1卷。鋼筋網規格為1000 mm×2000mm，眼孔為70mm×70mm，網間搭接為100 mm，并用鐵線逢環必聯，把鋼筋網扭連成整體，全長注漿錨索間排距為1500mm×2000mm，全長注漿錨索鋼鉸線長度為6300mm，鋼梁長度為800mm，鋼絞線外露長度不大于300mm，單孔藥卷為2卷，錨索初承力必須達到80 kN，噴漿厚度為100mm。

2.3 全長注漿錨索加固技術

全長注漿錨索是一種將現代注漿技術、柔性錨索和端錨有機地結合在一起的新型支護技術。它不僅具有普通錨索的吊、擠壓加固、組合拱以及楔固等作用外，還具有以下主要支護作用：

（1）改善圍巖性質，提高圍巖承載能力。注漿后，漿液將松散破碎的圍巖膠結成整體，提高了巖體內聚力、內摩擦角及彈性模量，從而提高了巖體強度，可實現利用圍巖本身作為支護結構的一部分，且與原巖形成一個整體，使巷道保持穩定而不易破壞。

（2）高預應力錨索。全長注漿錨索具有高預應力的特點，索體采用高強度螺旋肋預應力鋼絲編絞而成，特別適用于施加很高的預應力。巖體壓力荷載通過錨索被傳遞到深部穩定的巖體，深部穩定的巖層自穩潛能得到充分發揮，可有效控制巷道變形。

（3）強化組合拱。利用全長注漿錨索注漿充填圍巖裂隙，配合錨網噴支護，形成了多層有效組合拱，即噴網組合拱、錨桿壓縮區組合拱及漿液擴散加固拱，從而擴大了支護結構的有效承載范圍，大大提高了支護整體承載能力。

（4）技術關鍵：施工中，按錨索眼間排距畫好眼位，打好每一個錨索孔，并用封孔器封好孔，達到最終注漿不露漿液的目的。注漿時，確保每根錨索都達到5.0～7.0MPa，使漿液充分注到巖體內部，形成一個完整的強化組合拱。

3 修復措施

1）修復煤倉前，必須要求相關的皮帶負責人在下倉期間嚴禁開動皮帶機。

2）皮帶停機后立即對煤倉上口周圍臟雜物清理干凈，保證倉口不得有閑置物料，其它物料必須置于倉口以外不小于10m的安全寬敞地點碼放整齊，備齊修復煤倉所用支護材料。

3）在煤倉上方11＃工字鋼天輪架上固定天輪，人員上下煤倉用20t回柱絞車牽引，牽引鋼絲繩為Φ21.5mm；鋼絲繩固定10t旋轉鉤頭。鉤頭上吊掛1m3的吊桶，吊桶上方固定Φ1200mm桶傘，以防止倉壁落矸傷人，吊桶用于工作人員上下煤倉。

4）施工人員必須從倉口到倉底，自上而下施工，施工時煤倉放滿煤，下口給煤機安排專人看管。

5）由于煤倉內有煤，施工期間必須安設局部通風機進行通風，以提供新鮮風，供施工人員的正常呼吸。

6）工作人員在煤倉內站在煤上施工時，必須系上安全帶，安全帶的安全長度為施工點到煤倉上口固定點的有效范圍。

4 技術經濟效果分析

1）錨網噴＋全長注漿錨索支護技術能獲得較高的支護強度和圍巖加固作用，能主動支護倉體，當倉體破碎裂隙發育時，其漿液能充填裂隙起到固結倉壁作用，集懸吊、擠壓加固、固結倉體于一體，尤其能解決破碎松軟圍巖，特大斷面以及大跨度硐室巷道支護難題。

2）經濟效益對比：每米煤倉加固錨網噴＋全長注漿錨索支護材料費用4562.2元，每米煤倉配筋發碹加強支護的材料費8232.1元，兩者相比，每米節約支護材料費3669.9元，大約節約支護材料費16萬余元。

5 結語

該工程于2012年6月5日開始施工，7月17日順利完工，經過1年的使用，取得了良好的修復效果。實踐證明采用錨網噴＋全長注漿錨索加強破碎圍巖具有如下優點：

1）適合大跨度硐室、斷層破碎帶的有效加固，為復雜困難條件下巷道維修提供了一條新的有效途徑；

2）注漿本身對已出現松動的圍巖還具有明顯的膠結加固作用，加固效果突出；

3）施工方法簡單、快速、提高了安全可靠程度。

〔1〕謝子良.高預應力強力支護系統在王坡煤礦的應用〔J〕.煤礦開采，2010.

〔2〕康紅普，王金華.煤巷錨桿支護理論與成套技術〔M〕.北京：煤炭工業出版社，2007.

〔3〕何滿潮.中國煤礦錨桿支護理論與實踐〔M〕.徐州：中國礦業大學出版社，2004.