趙固二礦主排水泵房支護設計

李飛++王樹海

摘 要：趙固二礦圍巖條件軟弱，屬于典型的高應力破碎圍巖條件，為了解決軟弱圍巖條件下主排水泵房難以支護的問題，為泵房設計了初次錨網索噴漿，二次支護采用高阻力封閉支架，噴射高強高性能混凝土和圍巖注漿的復合支護技術來適應泵房高應力破碎圍巖條件，并在主排水泵房進行了現場工程應用，結果表明，頂底板移近量較小，處在可控范圍內，效果良好。

關鍵詞：趙固二礦 破碎圍巖 復合支護

中圖分類號：TD7 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）07（b）-0074-01

我國煤礦地質條件極為復雜，采深逐年增加，原來在淺部表現為硬巖特性的礦井，在深部表現為軟巖特性，因此，我國軟巖工程分布極其廣泛[1]。隨著我國第三紀新生代煤田的開采及老礦井的延伸，軟巖礦井的數量和分布范將會繼續增加，軟巖支護問題更加突出，成為制約我國煤礦安全、高效開采的一個重要難題。

趙固二礦主排水泵房圍巖條件軟弱，難以支護。為了有效支護主排水泵房，設計了初次支護采用錨網索噴漿，二次支護采用高阻力封閉支架，噴射高強高性能混凝土和圍巖注漿的復合支護技術來適應泵房高應力破碎圍巖條件，取得了良好的支護效果[2～3]。

1 工程概況

趙固二礦主排水泵房和變電所掘進地層位于二疊系下統山西組下部二1煤層頂板砂巖段，本段二1煤層底板標高為-690～710 m，距主要含水層L8灰巖35～55 m。根據目前已揭露資料來看，井底水倉處于煤層頂板的細粒砂巖中，本層砂巖厚約13 m，硬度較大，含較多白云母碎片，局部中到粗砂巖含方解石及石英礦物。

2 支護方案

2.1 臨時支護

掘進巷道采用前探梁作為臨時支護。前探梁采用Φ89×4 mm鋼管加工制作，長4.0 m，共3根。迎頭常備3～5根長度2～4.5 m、小頭直徑不小于180 mm的圓木柱以配合前探梁臨時支護。鋼管按錨桿間排距均勻懸吊于巷道頂部錨桿上，每條前探梁用3個懸吊點（吊環用Φ108 mm的鐵管制作，寬度80 mm，配Φ20的螺帽周圈雙層焊接，吊環擰緊在已打設安裝合格的錨桿上）固定，并用長×寬×厚=1200×（150～200）×（50～100） mm木板和木楔將前探梁與頂板之間背緊。放炮后要及時前移前探梁至迎頭，前探梁至迎頭的端面距不大于0.3 m，在前探梁上壓茬鋪設金屬網，并用板邊、木楔將前探梁楔緊，然后在前探支護的掩護下進行打設錨桿、掛網、打錨索等工作。移前探梁時，要有專人指揮，施工人員要分工明確，協調配合、服從指揮，防止操作過程中前探梁及吊環脫落傷人。

2.2 支護參數設計

一次支護為錨網（索）噴100 mm；二次支護為12#雙層工鋼棚+噴漿410 mm。12#工鋼棚棚間距600 mm。底拱下鋪設金屬網。

（1）錨桿規格：Φ20×2400 mm；錨桿間排距：800×800 mm，錨桿錨固長度1200 mm（快速、中速錨固劑各一卷），錨桿打在網片壓茬處。

（2）金屬網：采用Φ5.6 mm冷拔鋼筋網，網孔100×100 mm，網幅900×1700 mm，網片搭接長度為100 mm，搭接處每隔100 mm用14#鐵絲綁緊連接，連接點均勻布置。

（3）錨索：采用Φ17.8×8300 mm鋼絞線，間排距1600×1600 mm，錨固長度2400 mm，采用長500 mm 18#槽鋼和10×150×150 mm錨桿托盤配合使用，由里向外依次為18#槽鋼、索具，錨索預應力不低于30 MPa。

（4）錨固劑：每根錨桿使用1根Z2360及1根K2360型樹脂錨固劑，每根錨索使用2根Z2360及2根K2360型樹脂錨固劑。

（5）噴砼：采用C50，砼重量配合比為水泥：砂：石子=1∶2∶2，砼拌料選用P.O42.5普通硅酸鹽水泥、中粗砂、粒徑5～10 mm的碎石，高效782-3型水泥速凝劑摻量為水泥重量的4%，另加入水泥重量的10%的MK-1型高效增強劑，水灰比為0.55，噴射質量以噴面濕潤不流淌為宜。

3 施工工藝

安裝前，應將眼孔內的積水、巖粉用壓風吹掃干凈，吹掃時，操作人員應站在孔口一側，眼孔方向不得有人。安裝時，依次把一根Z2360及一根K2360型樹脂錨固劑放進眼口，用錨桿頂住藥卷，輕輕逐塊送至眼底，啟動錨桿機將藥卷邊推進邊攪拌，攪拌時間25～30 s。攪拌充分后，停止攪拌約30 s，待樹脂藥卷凝固時，慢慢將錨桿機退下，掛好金屬網，上好托盤，擰上螺帽，8 min之后用力矩扳手擰緊螺帽，給錨桿施加一定預緊力，保證托盤壓緊、壓正金屬網并緊貼巷道壁表面。錨桿預緊扭矩不小于400 N·m，錨桿錨固力不低于70 kN，錨桿外露長度為30～50 mm，在局部片幫地方可不受此規定限制，局部可垂直巖層層理角度，但錨桿預緊力必須達到設計值。

4 結論

為了了解主排水泵房的監測效果，對泵房頂底板移近量進行了為期一個月對俄監測。結果表明，巷道最大變形速率為3.22 mm/d，初次支護采用錨網索噴漿，二次支護采用高阻力封閉支架，噴射高強高性能混凝土和圍巖注漿的復合支護技術適應高應力破碎圍巖條件，對巷道的支護是成功的，巷道的穩定性得到保證。

參考文獻

[1] 何滿潮.深部的概念體系及工程評價指標[J].巖石力學與工程學報，2005，24（8）：2854-2858.

[2] 萬援朝.二次支護原理在深井軟巖硐室支護中的實踐[J].煤炭科學技術，2006，34（9）：5-7.

[3] 韓立軍，王延寧，周勝利，等.軟弱巖層中大斷面硐室施工與支護技術研究[J].金屬礦山，2006（11）：23-26.endprint