趙固二礦主排水泵房支護(hù)設(shè)計(jì)

李飛++王樹海

摘 要：趙固二礦圍巖條件軟弱，屬于典型的高應(yīng)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(hù)的問題，為泵房設(shè)計(jì)了初次錨網(wǎng)索噴漿，二次支護(hù)采用高阻力封閉支架，噴射高強(qiáng)高性能混凝土和圍巖注漿的復(fù)合支護(hù)技術(shù)來(lái)適應(yīng)泵房高應(yīng)力破碎圍巖條件，并在主排水泵房進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)工程應(yīng)用，結(jié)果表明，頂?shù)装逡平枯^小，處在可控范圍內(nèi)，效果良好。

關(guān)鍵詞：趙固二礦 破碎圍巖 復(fù)合支護(hù)

中圖分類號(hào)：TD7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）07（b）-0074-01

我國(guó)煤礦地質(zhì)條件極為復(fù)雜，采深逐年增加，原來(lái)在淺部表現(xiàn)為硬巖特性的礦井，在深部表現(xiàn)為軟巖特性，因此，我國(guó)軟巖工程分布極其廣泛[1]。隨著我國(guó)第三紀(jì)新生代煤田的開采及老礦井的延伸，軟巖礦井的數(shù)量和分布范將會(huì)繼續(xù)增加，軟巖支護(hù)問題更加突出，成為制約我國(guó)煤礦安全、高效開采的一個(gè)重要難題。

趙固二礦主排水泵房圍巖條件軟弱，難以支護(hù)。為了有效支護(hù)主排水泵房，設(shè)計(jì)了初次支護(hù)采用錨網(wǎng)索噴漿，二次支護(hù)采用高阻力封閉支架，噴射高強(qiáng)高性能混凝土和圍巖注漿的復(fù)合支護(hù)技術(shù)來(lái)適應(yīng)泵房高應(yīng)力破碎圍巖條件，取得了良好的支護(hù)效果[2～3]。

1 工程概況

趙固二礦主排水泵房和變電所掘進(jìn)地層位于二疊系下統(tǒng)山西組下部二1煤層頂板砂巖段，本段二1煤層底板標(biāo)高為-690～710 m，距主要含水層L8灰?guī)r35～55 m。根據(jù)目前已揭露資料來(lái)看，井底水倉(cāng)處于煤層頂板的細(xì)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(hù)方案

2.1 臨時(shí)支護(hù)

掘進(jìn)巷道采用前探梁作為臨時(shí)支護(hù)。前探梁采用Φ89×4 mm鋼管加工制作，長(zhǎng)4.0 m，共3根。迎頭常備3～5根長(zhǎng)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(shí)支護(hù)。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(gè)懸吊點(diǎn)（吊環(huán)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(huán)擰緊在已打設(shè)安裝合格的錨桿上）固定，并用長(zhǎng)×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(shí)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(shè)金屬網(wǎng)，并用板邊、木楔將前探梁楔緊，然后在前探支護(hù)的掩護(hù)下進(jìn)行打設(shè)錨桿、掛網(wǎng)、打錨索等工作。移前探梁時(shí)，要有專人指揮，施工人員要分工明確，協(xié)調(diào)配合、服從指揮，防止操作過(guò)程中前探梁及吊環(huán)脫落傷人。

2.2 支護(hù)參數(shù)設(shè)計(jì)

一次支護(hù)為錨網(wǎng)（索）噴100 mm；二次支護(hù)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(shè)金屬網(wǎng)。

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

（2）金屬網(wǎng)：采用Φ5.6 mm冷拔鋼筋網(wǎng)，網(wǎng)孔100×100 mm，網(wǎng)幅900×1700 mm，網(wǎng)片搭接長(zhǎng)度為100 mm，搭接處每隔100 mm用14#鐵絲綁緊連接，連接點(diǎn)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(zhǎng)度2400 mm，采用長(zhǎng)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(yù)應(yīng)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(qiáng)劑，水灰比為0.55，噴射質(zhì)量以噴面濕潤(rùn)不流淌為宜。

3 施工工藝

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

4 結(jié)論

為了了解主排水泵房的監(jiān)測(cè)效果，對(duì)泵房頂?shù)装逡平窟M(jìn)行了為期一個(gè)月對(duì)俄監(jiān)測(cè)。結(jié)果表明，巷道最大變形速率為3.22 mm/d，初次支護(hù)采用錨網(wǎng)索噴漿，二次支護(hù)采用高阻力封閉支架，噴射高強(qiáng)高性能混凝土和圍巖注漿的復(fù)合支護(hù)技術(shù)適應(yīng)高應(yīng)力破碎圍巖條件，對(duì)巷道的支護(hù)是成功的，巷道的穩(wěn)定性得到保證。

參考文獻(xiàn)

[1] 何滿潮.深部的概念體系及工程評(píng)價(jià)指標(biāo)[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2005，24（8）：2854-2858.

[2] 萬(wàn)援朝.二次支護(hù)原理在深井軟巖硐室支護(hù)中的實(shí)踐[J].煤炭科學(xué)技術(shù)，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(hù)技術(shù)研究[J].金屬礦山，2006（11）：23-26.endprint