錨注技術(shù)在處理大斷面硐室底臌中的應(yīng)用

【摘 要】利用注漿錨桿支護技術(shù)，對三水平井底泵房硐室底部進行錨注加固修復(fù)，有效地控制了底臌，保證了硐室的穩(wěn)定，取得了良好的技術(shù)經(jīng)濟效果。

【關(guān)鍵詞】大斷面硐室；注漿錨桿；底臌

0 前言

新建煤礦是一座設(shè)計年產(chǎn)200萬噸的大型現(xiàn)代化礦井，三水平泵房硐室位-330m標高，頂板為18—2號煤層，煤層厚度達到15m，擔負著三水平及將來延深排水任務(wù)，是與礦井一樣主要的硐室。由于受深部壓力及采動影響，底臌嚴重，致使水泵基礎(chǔ)被擠壞，發(fā)生嚴重變形，導(dǎo)致水泵無法正常工作，影響到整個礦井的排水，同時也影響到安全問題。2007年采用錨注技術(shù)對三水平井底泵房硐室底部進行修復(fù)施工后，取得了良好的技術(shù)經(jīng)濟效果。

1 工程概況

三水平泵房硐室規(guī)格：寬5.2m，高5.5m；長60m；標高-330叫垂深達550m；具體規(guī)格尺寸詳見斷面圖1。巷道頂板為18-2號層煤，由于抽放不及時，瓦斯含量高，煤質(zhì)松軟，另外由于該礦現(xiàn)在的采出格局是向盆底匯集，相應(yīng)的礦山壓力也就在泵房硐室這里得到了顯現(xiàn)，巷道嚴重變形，因采取了錨網(wǎng)索支護，泵房硐室的頂、幫變形得到了有效的控制；但是底鼓對水泵基礎(chǔ)的破壞，已經(jīng)影響到排水，給礦井帶來極大的危脅，若還是采取常規(guī)的混凝土發(fā)碹施工水泵基礎(chǔ)，治標不治本，翻修率高，很難保證基礎(chǔ)的服務(wù)年限，同時也解決不了底板底臌的問題。

圖1 三水平泵房錨注圖

2 修復(fù)加固方案及參數(shù)選擇

2.1 修復(fù)加固方案

以柔性密貼封閉圍巖，穩(wěn)壓注漿膠結(jié)解理發(fā)育的松散復(fù)合圍巖體，充分發(fā)揮圍巖自身強度，不斷提高圍巖巖體強度、改變圍巖應(yīng)力狀態(tài)，實現(xiàn)主動支護，達到有效控制巷道變形的錨注支護體系。即先清理已開挖的浮巖，噴射混凝土，打注漿錨桿、掛鋼絲繩、再噴射混凝土、注漿的軟巖巷道支護施工方法。以錨注為主體，改善了通常錨注支護，僅是注漿膠結(jié)軟弱圍巖、煤中弱面、裂隙等，以達到提高圍巖自身強度為基本目的的巷道支護，而忽視了在錨注的實施過程中，采用帶壓漿液，改變了圍巖自身的應(yīng)力和被加固以外圍巖應(yīng)力場（深部或外部）應(yīng)力分布狀態(tài)的效果。通過對圍巖及圍巖松動圈的帶壓注漿，封閉在圍巖內(nèi)的帶壓漿液也使圍巖體內(nèi)壓力增加，并都得到了一定的穩(wěn)壓，已達到抵消和可以在一定時期緩釋疊加應(yīng)力的作用。從而達到以錨注支護為基礎(chǔ)實現(xiàn)改變和緩釋圍巖疊加應(yīng)力巷道最新的支護體系。在鋼絲繩居一次和二次噴層中，起到真正的筋骨作用，使噴層的強度提高，同時使其柔性加大，并為不斷的提高圍巖的自身強度提供重要基礎(chǔ)。

2.2 參數(shù)選擇

2.2.1 注漿錨桿

注漿錨桿采取直徑Φ25mm的—次性中空螺紋鋼錨桿，2個底角錨桿長度為2500mm，中部錨桿長度為1600mm，間排距1000mm，距離底板不超過100mm，2個底角兩根錨桿下扎角度45°，其它錨桿下扎角度90°。

2.2.2 鋼絲繩

采用廢舊鋼絲繩。按錨桿間排距縱橫掛好鋼絲繩，并壓緊使其緊貼巖面。

2.2.3 注漿設(shè)備、材料

注漿泵選用2ZBQ—11.5/3型氣動注漿泵，水泥采用425#硅酸鹽水泥，出場日期超過3個月禁用，水玻璃采用38Be'水玻璃，模數(shù)n =3.2，比重為：1.355kg/L；注漿材料的質(zhì)量配比為：0.75～0.5：l：0.06（水：水泥：水玻璃）。

2.2.4 注漿參數(shù)

根據(jù)以往經(jīng)驗注漿壓力，以1.5～2.5MPa為準，最大注漿壓力為3MPa（主要考慮底角注漿錨桿）。為了防止注漿在弱面漿液擴散較遠，造成跑漏現(xiàn)象，在控制注漿壓力和注漿量的同時，必須控制注漿時間，使注漿時間不宜過長。一般單孔注漿時間取20～30min。相鄰鉆孔一旦跑漿，應(yīng)及時封鄰孔或停止注漿。為保證注漿在大斷面、高地應(yīng)力狀況下巷道的質(zhì)量，復(fù)注是非常必要的，復(fù)注量一般為第/—次注漿量的60%。

3 施工工藝

清理浮巖→刷出能保證設(shè)計要求的巷道底部毛斷面→初噴50mm厚混凝土，及時封住裸露的圍巖→打注漿錨桿→掛鋼絲繩及上托盤→復(fù)噴100mm厚混凝土→注底角注漿錨桿→注中部注漿錨桿→復(fù)注。

4 施工效果

4.1 經(jīng)濟效益分析

施工質(zhì)量直接影響支護效果，也是應(yīng)用錨注支護來治理軟巖巷道成敗的重要因素。錨注支護體系很多屬隱蔽工程，如錨固力不夠、噴層厚度不均勻、厚度不夠、組合錨桿不按設(shè)計結(jié)合，特別是注漿錨桿注漿量不夠，漿液濃度不符合要求，不按要求復(fù)注，這是造成來壓后巷道失穩(wěn)的重要因素。目前對這些隱蔽工程尚無有效的檢查儀器，該礦對施工區(qū)隊人員派專人進行質(zhì)量監(jiān)督，班班做好原始記錄，取得了良好效果。與29U型鋼支架結(jié)合下底拱梁發(fā)碹混凝土支護相比，錨注支護大幅度降低了鋼材消耗量，具有顯著的經(jīng)濟效益。對于相同斷面巷道，其支護成本大大低于36U型鋼支架支護。

4.2 支護效果

三水平泵房硐室底部自2007年1月錨注修復(fù)至今已近2a時間，通過對巷道及施工新基礎(chǔ)的觀察，巷道無明顯變形，滿足了礦井排水這一主要要求，可見錨注支護不僅在技術(shù)上可行，安全上可靠，經(jīng)濟上合理，更重要的是它的實施為大斷面硐室底臌的防治，確保礦井安全生產(chǎn)提供了一條行之有效，多快好省的技術(shù)途徑。

[責任編輯：丁艷]