主斜井巷道松軟巖石泥化變形段處理方案研究

任　強(qiáng)

(鄂爾多斯昊華紅慶梁礦業(yè)有限公司，內(nèi)蒙古鄂爾多斯　014316)

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主斜井巷道松軟巖石泥化變形段處理方案研究

任強(qiáng)

(鄂爾多斯昊華紅慶梁礦業(yè)有限公司，內(nèi)蒙古鄂爾多斯014316)

摘要:根據(jù)紅慶梁煤礦主斜井變形段的實(shí)際變形情況，提出了兩種變形段處理方案，并介紹了兩種加固方案的具體施工方法，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)，指出鋼梁錨索加固+鋪網(wǎng)架棚+噴漿加固方案支護(hù)效果較好，保證了施工安全。

關(guān)鍵詞:主斜井，變形段，鋼梁錨索，架棚支護(hù)

1　主斜井變形段變形情況

紅慶梁煤礦位于內(nèi)蒙古自治區(qū)鄂爾多斯市達(dá)拉特旗境內(nèi)，行政區(qū)劃隸屬昭君鎮(zhèn)管轄。井田在達(dá)拉特旗政府所在地的西南方向，相距約65 km，從屬于塔然高勒礦區(qū)。礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力: 6．0 Mt/年;礦井移交生產(chǎn)時(shí)井巷工程總長(zhǎng)度30 901 m，其中:煤巷:22 519 m，占總長(zhǎng)度的72．9%;巖巷:8 382 m，占總長(zhǎng)度的27．1%。萬(wàn)噸掘進(jìn)率:51．5 m，總占地面積:162．97 km2，建井工期:42個(gè)月［1-3］。紅慶梁礦主斜井341 m～360 m圍巖變形段圍巖破碎，巖性為中膨脹砂巖、含水量高，圍巖遇水泥化、崩解嚴(yán)重，施工時(shí)，由于原有支護(hù)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不足造成巷道變形，其中左幫變形嚴(yán)重。變形基本穩(wěn)定后對(duì)圈巖收斂變形進(jìn)行了監(jiān)測(cè)。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)，此段巷道12個(gè)月圍巖頂板下沉變形最大值約為50．56 mm，底板起鼓變形最大值約為43．52 mm，左幫擠進(jìn)變形18．84 mm，右?guī)蛿D出13．74 mm。從變形監(jiān)測(cè)結(jié)果看，巷道變形基本穩(wěn)定，目前是處理變形段的較好時(shí)期［3-5］，因此提出修復(fù)、加固此變形段措施，保證施工安全。主斜井變形段平面位置圖見(jiàn)圖1。

2　變形段處理方案

基于主斜井變形段圍巖巷道變形收斂的實(shí)際情況，提出以下兩種方案:1)鋼梁錨索加固+鋪網(wǎng)架棚+噴漿加固處理方案。首先，順巷道方向在巷道頂部、兩側(cè)拱形部位打三排錨索掛槽鋼將拱頂挑住，然后從上向下逐架拆除變形U型支架，將巷道找夠規(guī)格后架設(shè)U型鋼鋪網(wǎng)噴漿，按拆一架架一架，不得大拆大卸，造成二次塌冒變形，見(jiàn)圖2，圖3。2)注漿+鋪網(wǎng)架棚+噴漿加固處理方案。如果錨索打不進(jìn)去無(wú)法實(shí)現(xiàn)鋼梁鋪網(wǎng)加固時(shí)采用先注漿加固變形段頂部，待達(dá)到強(qiáng)度后從上向下逐架拆除變形U型支架，將巷道找夠規(guī)格后架設(shè)U型鋼鋪網(wǎng)噴漿，按拆一架架一架，不得大拆大卸，造成二次塌冒變形，見(jiàn)圖3，圖4。

圖1　主斜井變形段平面位置圖

3　施工方式

3．1方案一

鋼梁錨索加固+鋪網(wǎng)架棚+噴漿。

鋼梁錨索加固:2014年5月從井口向迎頭沿著巷道方向在原有鋼架基礎(chǔ)上增加鋼梁錨索加固方案，即先在變形段按照鋼梁上預(yù)留孔位置打眼，之后人工手托鋼梁在預(yù)留孔處打錨索固定，最后在鋼梁與頂板連接處用木剎固定牢靠。鋼梁采用22號(hào)槽鋼，槽鋼長(zhǎng)度為3 m均勻布置3個(gè)預(yù)留孔，打3根錨索，錨索規(guī)格為φ17．8× 7 300。

圖2　橫梁錨索斷面圖

圖3　架棚斷面圖

圖4　注漿管布置圖

鋪網(wǎng)架棚:2014年7月份從井口向迎頭方向依次拆除已變形的U型支架，割掉拱、頂部外露錨索，拆除原有鋼梁并鋪網(wǎng)架棚，架棚前先使用風(fēng)鎬擴(kuò)刷至設(shè)計(jì)斷面，荒寬×荒高=5 600 mm× 4 350 mm，按拆一架刷一架架一架棚，不得大拆大卸，造成二次塌冒變形，保證架棚質(zhì)量。架棚時(shí)采用前探梁作為臨時(shí)支護(hù)，前探梁不得少于2根。U型棚采用25號(hào)U型鋼加工，棚間距800 mm，施工時(shí)開(kāi)始架設(shè)棚梁，最后架設(shè)棚腿，為保證25 U型棚牢固、穩(wěn)定，在棚梁正頂處打2根護(hù)棚錨桿，在左右兩幫棚腿向上1．2 m處各施工2根護(hù)腿錨桿鋼筋網(wǎng)，采用6．5 mm的圓鋼焊接，長(zhǎng)×寬= 1 800×1 100 mm，網(wǎng)格為:100 mm，網(wǎng)片壓茬不小于100 mm，并用14號(hào)鐵絲綁扎牢固，綁扎間距不得超過(guò)300 mm［5-7］。

噴漿:噴射混凝土采用自拌混凝土，混凝土制作利用地面攪拌站集中攪拌，噴射混凝土強(qiáng)度為C25，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)配合比調(diào)配混凝土，噴射200 mm厚。

3．2方案二

注漿+鋪網(wǎng)架棚+噴漿。

注漿:由迎頭向井口方向，進(jìn)行壁后及圍巖注漿充填。對(duì)棚后注漿采用40 mm鋼管一頭車(chē)魚(yú)鱗扣，另一端車(chē)100 mm長(zhǎng)絲頭連接注漿泵混合器。根據(jù)冒落高度及片幫厚度使用不同長(zhǎng)度的注漿管對(duì)冒落部位進(jìn)行注漿充填加固［7-10］。1)注漿孔口管及注漿錨桿參數(shù)。注漿孔口管采用φ40 mm國(guó)標(biāo)無(wú)縫鋼管加工，尾部車(chē)螺紋段100 mm，端部車(chē)魚(yú)鱗扣，端部開(kāi)花管狀。注漿孔口管根據(jù)不同部位及片幫冒落厚度使用不同長(zhǎng)度的注漿孔口管，其加工長(zhǎng)度分別為1 000 mm，3 000 mm，5 000 mm。注漿管排距2 000 mm，每排5根(拱部1根，兩肩窩各1根，底板以上1 m處1根)。2)注漿參數(shù)。a．采用單液水泥漿注漿，雙液漿封孔，用P．O42．5普通硅酸鹽水泥配制;水玻璃采用38 Be'。b．單液漿配比:采用三種配比:水∶水泥=0．8∶1，1∶0．8，1∶1;雙液漿配比:水泥漿液與水玻璃漿液:1∶0．7～1∶1;水灰比:0．4～0．5。在注漿過(guò)程中，視具體情況，適當(dāng)調(diào)整灰漿濃度，以提高注漿效果。c．注漿壓力:棚后加固注漿終壓不大于2 MPa。d．注漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn):達(dá)到終壓力值時(shí)繼續(xù)注漿10 min～15 min停止。

鋪網(wǎng)架棚:注漿結(jié)束后從井口向迎頭方向依次拆除已變形的U型支架并鋪網(wǎng)架棚(具體施工方法同方案一)。

噴漿:噴射混凝土采用自拌混凝土，混凝土制作利用地面攪拌站集中攪拌，噴射混凝土強(qiáng)度為C25，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)配合比調(diào)配混凝土，噴射150 mm厚。

4　結(jié)語(yǔ)

經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)，經(jīng)方案一支護(hù)以后，此段巷道12個(gè)月圍巖頂板下沉變形最大值約為5．71 mm，底板起鼓變形最大值約為4．54 mm，左幫擠進(jìn)變形2．15 mm，右?guī)蛿D出1．56 mm。方案二支護(hù)以后，此段巷道12個(gè)月圍巖頂板下沉變形最大值約為10．45 mm，底板起鼓變形最大值約為9．65 mm，左幫擠進(jìn)變形9．89 mm，右?guī)蛿D出6．46 mm。兩種方案分別在兩個(gè)試驗(yàn)段進(jìn)行實(shí)踐，對(duì)支護(hù)結(jié)果進(jìn)行了監(jiān)測(cè)，數(shù)據(jù)表明方案一鋼梁錨索加固+鋪網(wǎng)架棚+噴漿加固處理方案支護(hù)結(jié)果較好，適合現(xiàn)有紅慶梁礦主斜井圍巖變形段圍巖破碎情況，改進(jìn)了因?yàn)樵兄ёo(hù)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不足造成巷道變形，對(duì)左幫變形起了較大的抑制作用，保證施工安全。

參考文獻(xiàn):

［1］彭偉，李軍，荊平，等．弱膠結(jié)軟巖斜井支護(hù)形式及監(jiān)測(cè)方案研究［J］．山西建筑，2015，41(23):37-38．

［2］彭偉，李軍，荊平，等．紅慶梁礦主斜井錨—噴—網(wǎng)—U型鋼聯(lián)合支護(hù)研究［J］．山西建筑，2015，41(22):68-70．

［3］李軍，李學(xué)彬，王磊．弱膠結(jié)軟巖主斜井支護(hù)方案研究［J］．華北科技學(xué)院學(xué)報(bào)，2015(3):54-59．

［4］闞甲廣，張農(nóng)，李桂臣，等．泥化巷道底板控制技術(shù)研究［J］．采礦與安全工程學(xué)報(bào)，2012，28(3):356-360．

［5］王磊，程子厚，李學(xué)彬，等．建井安全監(jiān)測(cè)中井下結(jié)構(gòu)安全評(píng)估建模方法［J］．煤礦安全，2015(9):117-119，122．

［6］張農(nóng)，李桂臣，許興亮．頂板軟弱夾層滲水泥化對(duì)巷道穩(wěn)定性的影響［J］．中國(guó)礦業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2009(6):757-763．

［7］王磊．礦用救生艙爆炸高壓條件下艙體結(jié)構(gòu)及氣密性研究［D］．北京:煤炭科學(xué)研究總院，2014．

［8］劉金庫(kù)．軟巖巷道支護(hù)方式的選擇與應(yīng)用［J］．科技致富向?qū)В?012(10):230．

［9］王磊，范世平，龔建宇，等．礦井KJYF-96/8型救生艙抗爆有限元分析［J］．煤炭科學(xué)技術(shù)，2014(3):69-72．

［10］高瑞芳．泥化松軟滲水頂板巷道施工工藝［J］．中國(guó)煤炭工業(yè)，2015(3):62-63．

On processing scheme of soft rock-siltized deformation section of major inclined shaft roadway

Ren Qiang
(Ordos Haohuahongqingliang Mining Co．，Ltd，Ordos 014316，China)

Abstract:According to actual deformation conditions of major inclined shaft deformation section of Hongqingliang coal mine，the paper puts forward two kinds of deformation processing schemes，and introduces their specific construction methods of two kinds of reinforcement schemes．Through in-situ monitoring，it points out that:the support effect of steel-beam anchor cable reinforcement+paving shed+casting reinforcement is better，which guarantees construction security．

Key words:major inclined shaft，deformation section，steel-beam anchor cable，shed supporting

作者簡(jiǎn)介:任強(qiáng)(1982-)，男，工程師

收稿日期:2015-10-23

文章編號(hào):1009-6825(2016)01-0077-02

中圖分類(lèi)號(hào):TD263

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A