山南平硐軟巖段修復(fù)治理的實踐經(jīng)驗

【摘 要】通過對山南平硐軟巖段容易變形、支護困難的原因分析，提出了采用采用錨網(wǎng)噴+U型金屬支架+壁后注漿的聯(lián)合支護修復(fù)方案。經(jīng)過實踐證明，該修復(fù)治理方案，能夠明顯提高圍巖承載能力，有效控制了巷道變形，延長了修復(fù)周期，為相似圍巖條件下的井巷工程施工采取主動加固技術(shù)提供了一種思路。

【關(guān)鍵詞】軟巖;聯(lián)合支護;壁后注漿;修復(fù)治理

一、概況

山南平硐是山南煤礦從井口至洗煤廠專用窄軌線路的必經(jīng)通道，全長1600米，平硐斷面采用直墻半圓拱，凈寬3.2米，凈高3.2米，支護形式以錨噴為主，其中約150米經(jīng)過軟巖層，支護形式采用砌碹。山南平硐自1993年移交生產(chǎn)以來，由于受周邊小煤礦的開采影響，平硐局部地段發(fā)生了較大變形，特別位于軟巖層的平硐變形更為嚴重，對運煤列車的安全運行影響大，為保證正常的安全生產(chǎn)，減少平硐對運煤的影響，除了日常維護外，每年都要對位于軟巖層的平硐進行一次大修，大修主要方法為先刷大斷面，再用U型金屬支架支護，但從實際效果看，U型金屬支架容易變形，甚至嚴重扭曲，年年要大修，維護成本大。

為更好地解決粘土軟層段平硐變形問題，確保運煤暢通，在公司領(lǐng)導(dǎo)支持下，成立了技術(shù)攻關(guān)組來解決這個支護難題。經(jīng)過技術(shù)分析，我們認為造成巷道容易變形、支護困難主要原因為：1、巷道圍巖性質(zhì)差，承載能力差。根據(jù)現(xiàn)場觀測和取樣，該區(qū)段平硐以粘土、泥巖、砂質(zhì)泥巖為主，這些巖石對溫 度、濕度、水的作用敏感，強度低，易變形，承載能力差。2、受小煤礦采動破壞影響，造成局部圍巖松散破碎，圍巖自支撐作用下降，難以承受上覆圍巖應(yīng)力；3、支護方式不合理。U型鋼支架的結(jié)構(gòu)和形式過于單一，型鋼屈服強度偏低，承載能力有限，不能適應(yīng)復(fù)雜多變的軟巖層要求。在分析原因的基礎(chǔ)上，參考八景煤礦硪四井井筒修復(fù)經(jīng)驗，提出了改進支護方式的修復(fù)方案，即采用錨網(wǎng)噴+U型金屬支架+壁后注漿的聯(lián)合支護方式。

二、工藝流程及方法

首先對斷面進行刷大卸壓，斷面刷大后立即打錨桿掛錨網(wǎng)，架U型金屬支架，然后進行一次初噴，待圍巖表層固結(jié)，再進行壁后注漿，使松散破碎圍巖固結(jié)，最后復(fù)噴一次，使圍巖支架形成一個整體。主要工藝流程及方法如下：

1、擴刷斷面

做好作業(yè)點后方的支護加固工作，拆除變形損壞的支架，從外往里進行刷邦挑頂，刷大斷面。

2、錨網(wǎng)安裝

刷大斷面后，做好臨時支護，錨網(wǎng)安裝順序先頂后幫。錨桿眼采用三花布置，控制好間距、排距（間距600mm，排距600mm）；錨桿采用Ф18mm鋼筋錨桿，錨桿長2000mm，尾部螺紋長80mm；錨固劑選用K2335樹脂藥卷，每眼裝2根樹脂藥卷；安裝錨桿前，先清洗眼孔，再放入樹脂藥卷，用錨桿機均勻攪拌樹脂藥卷，達到錨固要求；錨網(wǎng)采用長2000mm，寬1000mm，網(wǎng)孔40×40mm的金屬網(wǎng)；掛網(wǎng)時，先把網(wǎng)鋪開，盡量使網(wǎng)平整，網(wǎng)與網(wǎng)搭邊不小于100mm；錨桿托板厚度8mm，邊長150×150mm，托板要貼緊巖面。

3、U型金屬支架安裝

錨網(wǎng)安裝好后，安裝U型金屬支架，支架排距為600mm，支架要牢固，貼緊巖面。

4、埋設(shè)注漿管

U型金屬支架安裝好后，在架棚空檔斷面布置5個注漿孔，排距2000mm，間距1200mm，鉆頭直徑Ф=38mm，孔深2400mm。將注漿管埋預(yù)先在壁注漿孔內(nèi)，注漿管采用直徑1寸的無縫鋼管，長2000mm，在頭部1000mm長度范圍內(nèi)錯開鉆孔，孔徑由大逐漸變小，前端孔徑Ф=10mm，后端孔徑Ф=5mm，共鉆孔10個，鋼管尾部車螺紋50mm，能與注漿高壓快速接頭對接；在鋼管距尾部150mm處用6.5鋼筋焊擋圈，擋住封孔材料外流。

5、初噴混凝土

注漿管埋設(shè)好后，進行混凝土初噴，由上至下噴射混凝土，初噴層厚50mm，混凝土配比為（水泥∶細砂∶瓜子片）1∶2∶2。

6、壁后注漿

初噴混凝土在圍巖表層固結(jié)后，可以進行壁后注漿。為提高注漿初期凝結(jié)強度和速度，注漿材料采水泥-水玻璃雙液漿，水泥采用425#普通硅酸鹽水泥，水玻璃濃度為Be’35。水泥漿的水灰比1：0.6，雙液比（水泥漿和水玻璃體積比）1：0.5。注漿采用BW-250/50型雙液注漿泵，注漿壓力為1.2～1.5MPa；注漿時自下而上，先左后右順序作業(yè)方式，每個斷面內(nèi)先注兩邦，再注拱邊，最后注拱頂。每孔注漿時間控制在15min以內(nèi)，當注漿壓力達到2MPa時，應(yīng)停止注漿。

7、復(fù)噴混凝土

壁后注漿5～7天后，可進行復(fù)噴混凝土，復(fù)噴層厚50mm，混凝土配比為（水泥∶細砂∶瓜子片）1∶2∶2。

三、修復(fù)效果

2010年元旦春節(jié)檢修期間，山南平硐軟巖段采用聯(lián)合支護修復(fù)方案施工治理后，圍巖承載能力得到明顯提高，平硐斷面變形得到有效控制，經(jīng)過兩年多的運行使用，期間大大減少了修理工作，節(jié)約了一筆較大的修理費用，至今支護狀況良好，較好地保障了山南平硐的運煤功能和運輸安全。

四、結(jié)束語

山南平硐軟巖段修復(fù)治理采用聯(lián)合支護修復(fù)方案的成功實踐，表明受采動影響、軟巖松散破碎圍巖條件下，采用該項聯(lián)合支護技術(shù)，能夠明顯提高圍巖承載能力，減少巷道位移變形，延長修復(fù)周期。因此，在相似條件的井巷工程中，可以采用該項支護技術(shù)對井巷進行主動加固，為軟巖松散破碎性質(zhì)圍巖條件下的提供了一種思路。