富水條件下破碎圍巖傾斜巷道隔斷墻施工方法

陳東輝

摘 要：隔斷墻作為礦井隔斷或者擋水的重要手段，在施工過程中如果遇富水破碎圍巖巷道，常常因水害問題影響隔斷墻施工質(zhì)量和效率，嚴重者造成隔斷墻滲水，直接影響礦井的安全，為礦井后期發(fā)展埋下了隱患。特殊條件下施工隔斷墻，特別是提前施工擋水壩進行隔水預處理，有效地解決了隔斷墻滲水的難題。

關(guān)鍵詞：隔斷墻；擋水壩；破碎圍巖

中圖分類號：TD214 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2017）21-0091-02

1 概述

謝一礦井田范圍內(nèi)分布大量小井，主要開采露頭煤、大礦的殘留塊段、D、E組煤層及復采大礦采空區(qū)，現(xiàn)井田范圍內(nèi)的小井已全部關(guān)閉。進入汛期以后，發(fā)現(xiàn)多處小井井筒封閉不實，井筒及地面出現(xiàn)開裂、沉降、塌陷，導致地面水經(jīng)小井潰入大井，其中謝區(qū)新六礦潰入井下水量為3萬m3/h，共計30萬m3，謝區(qū)鴻鑫煤礦潰入井下水量為20m3/h，總量不詳，對謝一礦安全生產(chǎn)構(gòu)成嚴重威脅。鑒于此，公司決定對謝一礦淺部井立即停止生產(chǎn)，進行收作，對淺、深部井進行隔斷，消除水害威脅。

經(jīng)排查，淺部井與-660m水平需保留的南運道和灰?guī)r放水巷相連通的巷道共有17條，必須進行隔斷，共設(shè)計隔斷墻17道，其中9條斜巷為富水條件下破碎圍巖巷道，由于淺部無通風條件，斜巷需由下向上施工隔斷墻，施工過程中由于巷道內(nèi)水量較大，嚴重影響巷道圍巖封閉注漿質(zhì)量，易造成隔斷墻滲水或四周巷道漏水等現(xiàn)象，為了保證隔斷墻施工質(zhì)量，本文結(jié)合復雜條件下水害的防治，針對其中一條斜巷隔斷墻的設(shè)計要求及防治水治理進行簡單論述。

2 隔斷墻設(shè)計要求

（1）隔斷墻位置要選在堅固穩(wěn)定巖層里，兩端采用金屬骨架+C30混凝土澆筑，中間充填C30混凝土（如圖1），在施工過程中隔斷施工必須先掏槽，用釬子、大錘或手鎬作業(yè)，嚴禁放炮施工。必須先掏兩幫槽，再掏底槽，最后掏頂槽，掏頂槽時必須時刻注意頂板及浮矸、碹石情況，必須實幫、實底、實頂與圍巖接實。隔斷墻位置處有碹體、棚子的，施工前必須將墻體范圍內(nèi)的碹體、棚子拆除，拆除后要及時進行錨網(wǎng)噴臨時支護及預注漿處理。噴混凝土厚度不小于50，標號為C20，錨桿規(guī)格φ22×2500，錨桿間排距700×700，鋼筋網(wǎng)規(guī)格為2000×1000，網(wǎng)孔150×150，壓茬100，嚴禁空頂作業(yè)。巖體強度較差時，須對隔斷墻前后50m范圍內(nèi)巷道進行預注漿處理，或另行選隔斷墻位置；隔斷墻前后20m范圍內(nèi)圍巖必須進行注漿加固，注漿壓力大于設(shè)計水壓的1.5倍，注漿次數(shù)不少于3次。

（2）為了保證墻體抗壓強度，墻槽及墻體布置金屬骨架，金屬骨架安設(shè)在墻槽內(nèi)，金屬骨架采用11#工字鋼或24kg/m舊軌道搭設(shè)，骨架呈井字型布置，骨架交叉點處使用雙股12#鐵絲栓緊，縱、橫鋼梁間排距500mm×500mm。金屬骨架兩端采用掏槽方式作為金屬骨架生根點，兩端必須生根至巷道幫、頂深度不少于200mm。如金屬骨架生根巷幫不牢或無法掏槽時可在掏槽正中位置施工加強錨桿，加強錨桿外露1m，錨桿采用左旋無縱筋高強螺紋鋼錨桿ф22×2500mm， 樹脂錨固劑型號Z2560型全長錨固型樹脂，每眼2卷，錨固長度1.4m。金屬骨架可捆綁在加強錨桿上。

3 防治水治理

（1）在選定隔斷墻位置上側(cè)約2-5m位置施工一道擋水壩，擋水壩兩端掏槽至巷幫堅硬巖石，底板挖至實底。（如圖2所示）擋水壩寬度約0.5m，擋水壩呈扇形，兩側(cè)與巷幫要成15°角向上，保證能將水引至巷中位置。擋水壩掏槽結(jié)束后先用噴漿機將兩側(cè)掏槽噴至于巷幫同一平面，底板采用混凝土澆筑至高出底板約0.5m。并在巷道中間（最低位置）緊貼底板安設(shè)一路排水管路，將巷幫及底板水采用管路引至隔斷墻位置以下。待后期隔斷墻充填至一定高度后將排水管路拆除。保證下側(cè)隔斷墻施工位置巷道無水，有效保證后期隔斷墻施工位置注漿封閉質(zhì)量。

（2）先對需注漿段巷道進行噴漿，噴射混凝土必須采用潮噴。施工段噴漿一次性噴厚≮100mm，使其結(jié)合成一個整體，強度為C20，噴射混凝土配比為（重量比）P. S.A 32.5級水泥：黃沙：石子=1：2：2，水灰比為0.45：1，速凝劑為水泥重量的3%～5%，通過噴漿形成密實外止?jié){層。

（3）不帶壓或低壓注單液漿（由于斜巷道內(nèi)注漿，采用正常帶壓注漿或高壓注漿時單液漿會快速裂隙留向巷道下側(cè)，不帶壓或低壓注漿可以保證漿液能沉淀在裂隙內(nèi)，起到凝結(jié)作用）。在過巷段前后5m施工1.0m深的注漿孔（煤體垮落、松軟，深孔成孔困難），孔口管規(guī)格：為Φ22×3.25×600mm普通鋼管，然后對過巷段煤體（或巖性破碎帶）進行無壓或低壓（壓力≯0.5Mpa）注漿，使單夜?jié){充填到煤體塌落帶的空隙中，使煤體形成整體，為在煤體中造孔創(chuàng)造條件。

（4）深孔注雙液漿形成隔斷，注單夜?jié){形成外止?jié){層。煤體經(jīng)過低壓注漿形成整體，可穿煤層造孔下套管，在巷道的肩窩位置依次4根套管，使管上口在老巷下方5m位置，然后進行注雙液漿，水泥漿配比1：1，水泥漿：水玻璃1：6，雙液漿的初凝時間控制在20s，現(xiàn)場可根據(jù)實際情況調(diào)整配比，保證漿液從管上口淌出后即初凝形成隔斷。然后在巷道中間位置下套管進行單液漿注漿，形成外止?jié){層。

（5）帶壓注漿加固。內(nèi)、外止?jié){層形成后，在該段巷道布置注漿孔，終孔在內(nèi)外止?jié){層中間，開始帶壓注單液漿，最終達到該段密實，堅固。

4 注意事項及結(jié)論

（1）施工前要聯(lián)系地測部門提供施工巷道巖性資料及剖面圖，根據(jù)巖性資料確定隔斷墻位置及擋水壩位置，隔斷墻選址要避開大型構(gòu)造附近，同時要考慮施工地點的空間關(guān)系，防止相鄰巷道凈垛較小，不能夠起到封閉作用。傾斜巷道下口密閉墻要留有泄水口。

（2）傾斜巷道施工隔斷墻優(yōu)先采用在斜巷上部向下施工隔斷墻，可以保證充填混凝土充填細密無空隙，如果必須采用自下向上施工的方式，隔斷墻必須分段進行充填，每段充填后要及時進行注漿，防止混凝土充填過程中由于自身重力造成巷道頂部出現(xiàn)空隙，影響隔斷墻質(zhì)量。

（3）隔斷墻掏槽階段嚴禁放炮施工，防止炮后圍巖裂隙增多，不利于后期注漿加固而造成漏氣或漏水。

（4）隔斷墻充填混凝土要提前制作試塊進行檢驗，施工過程中要使用震動棒使混凝土充填緊密無空隙，隔斷墻完工后對墻體以外巷道圍巖進行噴注漿，增加墻體抗壓強度，避免地應(yīng)力作用對墻體的破壞。

參考文獻：

[1]尹光志，王登科，張東明.高應(yīng)力軟巖下礦井巷道支護[J].重慶大學學報，2007.

[2]景海河，孫慶國，李希勇，等.深部高應(yīng)力軟巖巷道支護問題及對策[J].煤炭技術(shù)，2001.

[3]陳忠勝，徐志富，陳國富.張雙樓煤礦新副井筒水文地質(zhì)特征及水害防治[J].煤炭科技，2006.