煤倉(cāng)快速修復(fù)技術(shù)實(shí)例分析

姜喜林

（黑龍江龍煤礦業(yè)集團(tuán)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(shè)和機(jī)械化水平不斷提高，采煤隊(duì)組個(gè)數(shù)減少、單產(chǎn)提高，礦井逐步實(shí)現(xiàn)集約化生產(chǎn)，富力煤礦二水平五分段－450m綜采工作面生產(chǎn)的煤炭、掘進(jìn)工作面出煤進(jìn)入－443m階段煤倉(cāng)，通過(guò)該煤倉(cāng)在折二皮帶井筒內(nèi)的給煤機(jī)裝入鋼帶機(jī)，進(jìn)入運(yùn)煤系統(tǒng)運(yùn)至地面，－443m階段煤倉(cāng)對(duì)連續(xù)生產(chǎn)起著重要的緩沖作用。

1 煤倉(cāng)概況

1.1 位置及作用

－443m階段煤倉(cāng)位于二水平五分段－443m皮帶石門前部，為采區(qū)內(nèi)11、18－2、21、22、27和29層煤開采及準(zhǔn)備巷道的掘進(jìn)煤提供存儲(chǔ)空間。

1.2 地質(zhì)概況及失修情況

該煤倉(cāng)上口標(biāo)高－443.368m，下口標(biāo)高－494.392 m，深度為51m，直徑Φ6.5m，容積為1425m3，原支護(hù)形式為混凝土碹，厚度400mm。由該倉(cāng)上口每天進(jìn)入的煤炭近萬(wàn)噸。該煤倉(cāng)長(zhǎng)期受煤流的沖擊，在井壁出現(xiàn)兩條垂直方向的溝，一條溝位于煤倉(cāng)上口往下3～21m處，塌進(jìn)深0～1.5m，寬0～1.8m，高18m，比較完整；另一條溝位于煤倉(cāng)上口往下12～41m處，塌進(jìn)深0～4.6m，寬0～4.1m，高29m，塌冒比較嚴(yán)重，兩條溝之間相距6.5m，兩條溝相向而對(duì)。倉(cāng)壁開裂，由原來(lái)的均勻受力，變?yōu)榫植考惺芰?，煤倉(cāng)壁易失穩(wěn)，且仍在繼續(xù)惡化，倉(cāng)幫墜倉(cāng)砸壞下部給煤機(jī)，有造成綜采工作面停產(chǎn)的危險(xiǎn)。因此，修復(fù)加固－443m階段煤倉(cāng)成為當(dāng)務(wù)之急。

2 修復(fù)方案的選擇

2.1 方案比較

方案一：選用傳統(tǒng)的配筋發(fā)碹，要經(jīng)過(guò)綁扎主、副筋，支模澆灌混凝土發(fā)碹等工序，整套工序完成再加上養(yǎng)護(hù)時(shí)間，需要70天；方案二：選用錨網(wǎng)噴＋全長(zhǎng)注漿錨索聯(lián)合支護(hù)技術(shù)，預(yù)計(jì)需42天。通過(guò)方案對(duì)比，認(rèn)為配筋發(fā)碹施工工期太長(zhǎng)，因而采用錨網(wǎng)噴＋全長(zhǎng)注漿錨索聯(lián)合支護(hù)方案。

2.2 支護(hù)方法

錨網(wǎng)噴＋全長(zhǎng)注漿錨索：采用錨桿長(zhǎng)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(wǎng)規(guī)格為1000 mm×2000mm，眼孔為70mm×70mm，網(wǎng)間搭接為100 mm，并用鐵線逢環(huán)必聯(lián)，把鋼筋網(wǎng)扭連成整體，全長(zhǎng)注漿錨索間排距為1500mm×2000mm，全長(zhǎng)注漿錨索鋼鉸線長(zhǎng)度為6300mm，鋼梁長(zhǎng)度為800mm，鋼絞線外露長(zhǎng)度不大于300mm，單孔藥卷為2卷，錨索初承力必須達(dá)到80 kN，噴漿厚度為100mm。

2.3 全長(zhǎng)注漿錨索加固技術(shù)

全長(zhǎng)注漿錨索是一種將現(xiàn)代注漿技術(shù)、柔性錨索和端錨有機(jī)地結(jié)合在一起的新型支護(hù)技術(shù)。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(hù)作用：

（1）改善圍巖性質(zhì)，提高圍巖承載能力。注漿后，漿液將松散破碎的圍巖膠結(jié)成整體，提高了巖體內(nèi)聚力、內(nèi)摩擦角及彈性模量，從而提高了巖體強(qiáng)度，可實(shí)現(xiàn)利用圍巖本身作為支護(hù)結(jié)構(gòu)的一部分，且與原巖形成一個(gè)整體，使巷道保持穩(wěn)定而不易破壞。

（2）高預(yù)應(yīng)力錨索。全長(zhǎng)注漿錨索具有高預(yù)應(yīng)力的特點(diǎn)，索體采用高強(qiáng)度螺旋肋預(yù)應(yīng)力鋼絲編絞而成，特別適用于施加很高的預(yù)應(yīng)力。巖體壓力荷載通過(guò)錨索被傳遞到深部穩(wěn)定的巖體，深部穩(wěn)定的巖層自穩(wěn)潛能得到充分發(fā)揮，可有效控制巷道變形。

（3）強(qiáng)化組合拱。利用全長(zhǎng)注漿錨索注漿充填圍巖裂隙，配合錨網(wǎng)噴支護(hù)，形成了多層有效組合拱，即噴網(wǎng)組合拱、錨桿壓縮區(qū)組合拱及漿液擴(kuò)散加固拱，從而擴(kuò)大了支護(hù)結(jié)構(gòu)的有效承載范圍，大大提高了支護(hù)整體承載能力。

（4）技術(shù)關(guān)鍵：施工中，按錨索眼間排距畫好眼位，打好每一個(gè)錨索孔，并用封孔器封好孔，達(dá)到最終注漿不露漿液的目的。注漿時(shí)，確保每根錨索都達(dá)到5.0～7.0MPa，使?jié){液充分注到巖體內(nèi)部，形成一個(gè)完整的強(qiáng)化組合拱。

3 修復(fù)措施

1）修復(fù)煤倉(cāng)前，必須要求相關(guān)的皮帶負(fù)責(zé)人在下倉(cāng)期間嚴(yán)禁開動(dòng)皮帶機(jī)。

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

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

4）施工人員必須從倉(cāng)口到倉(cāng)底，自上而下施工，施工時(shí)煤倉(cāng)放滿煤，下口給煤機(jī)安排專人看管。

5）由于煤倉(cāng)內(nèi)有煤，施工期間必須安設(shè)局部通風(fēng)機(jī)進(jìn)行通風(fēng)，以提供新鮮風(fēng)，供施工人員的正常呼吸。

6）工作人員在煤倉(cāng)內(nèi)站在煤上施工時(shí)，必須系上安全帶，安全帶的安全長(zhǎng)度為施工點(diǎn)到煤倉(cāng)上口固定點(diǎn)的有效范圍。

4 技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果分析

1）錨網(wǎng)噴＋全長(zhǎng)注漿錨索支護(hù)技術(shù)能獲得較高的支護(hù)強(qiáng)度和圍巖加固作用，能主動(dòng)支護(hù)倉(cāng)體，當(dāng)倉(cāng)體破碎裂隙發(fā)育時(shí)，其漿液能充填裂隙起到固結(jié)倉(cāng)壁作用，集懸吊、擠壓加固、固結(jié)倉(cāng)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(hù)難題。

2）經(jīng)濟(jì)效益對(duì)比：每米煤倉(cāng)加固錨網(wǎng)噴＋全長(zhǎng)注漿錨索支護(hù)材料費(fèi)用4562.2元，每米煤倉(cāng)配筋發(fā)碹加強(qiáng)支護(hù)的材料費(fèi)8232.1元，兩者相比，每米節(jié)約支護(hù)材料費(fèi)3669.9元，大約節(jié)約支護(hù)材料費(fèi)16萬(wàn)余元。

5 結(jié)語(yǔ)

該工程于2012年6月5日開始施工，7月17日順利完工，經(jīng)過(guò)1年的使用，取得了良好的修復(fù)效果。實(shí)踐證明采用錨網(wǎng)噴＋全長(zhǎng)注漿錨索加強(qiáng)破碎圍巖具有如下優(yōu)點(diǎn)：

1）適合大跨度硐室、斷層破碎帶的有效加固，為復(fù)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(duì)已出現(xiàn)松動(dòng)的圍巖還具有明顯的膠結(jié)加固作用，加固效果突出；

3）施工方法簡(jiǎn)單、快速、提高了安全可靠程度。

〔1〕謝子良.高預(yù)應(yīng)力強(qiáng)力支護(hù)系統(tǒng)在王坡煤礦的應(yīng)用〔J〕.煤礦開采，2010.

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

〔3〕何滿潮.中國(guó)煤礦錨桿支護(hù)理論與實(shí)踐〔M〕.徐州：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社，2004.