郭燦

【摘 要】對許疃礦82三角帶圍巖穩(wěn)定性影響分析。根據(jù)巷道圍巖變形的特點提出了圍巖治理方案，并在此巷道進行了實踐，取得了明顯的效果。

【關鍵詞】鼓底變形；聯(lián)合支護；圍巖治理

0.工程概況

淮北礦業(yè)集團許疃煤礦82三角帶作為一水平主要石門，擔負著礦井南翼的運輸、通風及排水任務，是礦井安全生產(chǎn)的咽喉通道。目前，東翼皮帶機巷變形十分嚴重，兩幫內(nèi)收、底板隆起。棚子變形十分嚴重，難以滿足其使用斷面要求。為保障礦井安全生產(chǎn)，不得不屢次投入大量人力物力進行臥底修復，但始終難以從根本上解決82三角帶鼓底技術難題。

1.巷道破壞原因

（1）根據(jù)現(xiàn)場調(diào)研、地質(zhì)資料分析可知，該巷道正好處于深厚的軟弱泥巖之中，整體圍巖性質(zhì)較差，所處位置很不理想。

（2）巷道原支護設計中，底板無任何加固手段，下方幾十米后厚的泥巖因巷道開挖、質(zhì)點應力狀態(tài)改變而產(chǎn)生的蠕變動力無法削弱或消除，因此底臌會持續(xù)不斷地發(fā)生。

（3）設計中沒有考慮圍巖具有應力松弛特性，沒有通過幫部的強固措施來改善底板巖石質(zhì)點的應力狀況，底板巖石質(zhì)點的蠕變、位移無法抑制。

（4）底板含有大量的游離水，游離水的存在一方面使得底板巖石強度大幅降低，另一方面使得底板松動圈持續(xù)擴大，變形加速。

（5）82采區(qū)采掘活動的影響，工作面回采后在煤柱內(nèi)形成的支承壓力往往數(shù)倍于原巖應力，由于煤柱內(nèi)積聚的疊加支承壓力將向底板進行傳遞，82三角帶上方留設的保護煤柱非但沒有起到很好地保護作用，反而使得82三角帶所處的應力水平顯著增高。

2.解決對策——幫底共治

（1）幫部設置平錨索降低巷道頂?shù)装逅胶铜h(huán)向應力，對于架棚巷道還可以提高金屬支架的承載力。錨噴段實施底角錨桿加固底角。

（2）采取底板排水，一方面通過將底板水排走，使得底板巖石不再受水的浸害；另一方面改變底板巖性，提高抗變形能力。

（3）實施底板注漿，改變底板巖石質(zhì)點的應力狀態(tài)，降低質(zhì)點的蠕變動力，借助巖石應力松弛特性，最終抑制蠕變發(fā)生，消除底臌。

（4）采用底板錨網(wǎng)索支護，控制鼓底。

3.基本加固參數(shù)設計

在原支護基礎之上實施如下加固措施。

（1）幫部錨索：錨索采用Φ22mm×8000mm的高強錨索。幫部補強錨索共2排，距底板300mm和700mm各布置一排，間排距1000mm，交錯布置。

（2）底角錨桿：M22L=2500mm等強錨桿，排距700mm，與水平夾角450。在幫頂注漿完畢之后實施。

（3）幫頂注漿。

①注漿孔布置及注漿順序。

注漿孔布置：孔排距為2.0m，孔深為2.5m。每排5孔，孔口管規(guī)格均為Φ26.75×3.25×800mm，采用間隔排注漿，注漿順序：由下至上。

注漿順序：先按照孔排距為4.0m，孔深2.5m注漿，注漿完成即布置幫部錨索，錨索安裝完畢后再按照孔排距為4.0m、孔深2.5m完成第二次注漿。第二次注漿孔布置在前次注漿孔的兩排之間。

②注漿材料、漿液類型及注漿量。

注漿采用單液水泥漿，水泥選用P.0.42.5普通硅酸鹽水泥。水灰比為0.7，注漿量以實際發(fā)生量為準。

③注漿壓力。

孔注漿設計終壓為2.0Mpa。

④單孔注漿結(jié)束標準。

i達到設計注漿壓力，并穩(wěn)壓達15分鐘以上。

ii雖未達到注漿壓力，但從其它注漿孔竄漿。

iii注漿過程中發(fā)現(xiàn)有漿皮炸裂，并確實無法封堵的。

（4）底板排水、注漿：布置封水注漿孔、集水孔和底板加固注漿孔。首先設置封水注漿孔截斷該段巷道與外圍的水利聯(lián)系，然后布置集水孔實施連續(xù)抽水，直至無水可抽為止，通常抽水時間在12h—24h之間。封水注漿孔孔深（長）6.5m；集水孔孔深7m，直徑110mm，上端3m安裝套筒護壁。

（5）底板一次注漿：按照設計注漿孔實施注漿，每孔注漿150分鐘以上，5孔連續(xù)注完。注漿順序：先兩邊、后中間；注漿標準為集水孔內(nèi)漿液水平距孔口距離100mm左右。漿液水灰比0.7。

底板第一次注漿前須在注漿孔位置提前24小時鉆一3m深孔實施預注漿，注漿時間20分鐘。24小時后在該位置旁實施6m 深鉆孔，之后實施底板深孔第一次注漿。底板注漿前在10m處鉆一0.3m深的淺孔，孔中漿液快滿時停止注漿。

（6）底板二次注漿：注漿孔深6000mm，每斷面2孔，排距3000mm，注漿壓力3MPa，達注漿壓力后維持15分鐘。漿液水灰比0.7。

（7）噴漿施工參數(shù)。

對大巷逐段進行噴漿，噴厚100mm，噴射混凝土強度等級為C20。噴射砼配合比為水泥：黃沙：瓜子片=1：2：2，水灰比0.4～0.5；速凝劑摻入量為水泥重量的3%～5%，以防漏漿，噴漿及復噴前必須用高壓風水沖洗巖面。噴后每小班灑水養(yǎng)護7天，7天后每圓班灑水養(yǎng)護一次，養(yǎng)護時間不少于5天。噴漿在幫頂首次注漿前完成。

（8）底板錨索布置參數(shù)。

考慮到水溝及底板穩(wěn)定性，在水溝中央沿巷道軸向布置底板錨桿，底板錨桿規(guī)格為Φ22×3000mm，排距1.0m。在巷道底板則根據(jù)現(xiàn)有巷道底鼓特征，在中部布置2根Φ17.8×4000mm錨索，兩側(cè)布置2根Φ22×3000mm錨桿。要求每根錨桿孔使用2支Z2350樹脂錨固劑，每根錨索孔使用3支Z2350樹脂錨固劑，同時要求錨桿預緊力矩不低于300N.m，底板錨索預緊力不低于70KN。同時，為提高巷道底板的整體穩(wěn)定性，底板錨索、錨桿配合使用鋼筋網(wǎng)、鋼筋梯子梁及18#槽鋼托梁，提高底板錨網(wǎng)索支護的護表強度。考慮到大巷運輸較為頻繁，若現(xiàn)有巷道底鼓量較大，需大面積起道臥底，則底板槽鋼托梁垂直于巷道軸向布置；若無需起道臥底，則底板槽鋼托梁可沿巷道軸向布置（同水溝），以降低施工難度。水溝內(nèi)錨桿鋼筋梯子梁采用Φ14mm圓鋼加工，軌道側(cè)采用18#槽鋼加工。

底板錨網(wǎng)索支護采用錨桿、錨索提高底板承載結(jié)構的穩(wěn)定性，并采用樹脂和膠泥聯(lián)合錨固方式，提高其錨固效果，具體支護措施如下：

①采用底板錨網(wǎng)索支護時，需將巷道底板剝離至設計底板標高以下200mm。

②為防止底板錨桿、錨索孔在施工過程中塌孔，在底板錨桿、錨索孔附近布置底板注漿錨桿。安裝底板注漿錨桿后，對底板澆鑄50mm厚的混凝土。

③進行底板注漿，待注漿結(jié)束后施工底板錨桿、錨索孔，鋪設底板鋼筋網(wǎng)，安裝底板錨索、錨桿、拉條和托梁。要求底板錨索預應力不低于70KN，底板錨桿預緊力矩不低于300N.m。

④再對底板進行二次澆鑄混凝土至底板設計標高，同時將超出底板設計標高的錨索頭剪掉。

4.施工工藝

第一步：噴漿。

第二步：幫頂首次大排距注漿，注漿順序：先下后上。

第三步：實施幫錨索加固。

第四步：實施幫頂二次間隔排注漿，注漿順序：先下后上。

第五步：實施底角錨桿。

第六步：將水溝中的水在巷道端頭截流至其它巷道?；蜓厮疁蟽?nèi)側(cè)按照排距1500mm布置注漿孔，注漿孔深1000mm，與豎直呈600角，鉆孔深入水溝下側(cè)，實施水溝滲水封堵注漿，注漿時間10min。

第七步：布置封水注漿孔、集水孔和底板加固注漿孔。首先設置封水注漿孔截斷該段巷道與外圍的水利聯(lián)系，然后布置集水孔實施連續(xù)抽水，直至無水可抽為止，通常抽水時間在12h—24h 之間。由于塌孔的原因，封水孔的施工也需分兩步，鉆一2m淺孔預注漿，注漿時間30min。24h后在同一位置附近鉆孔至6.5m并實施注漿，注漿時間20min，鉆一孔，注一孔。嚴禁一次性鉆完所有孔后再注漿。淺孔預注漿僅需鉆2孔（相互間隔的2孔）。

第八步：底板一次注漿。

第九步：底板二次注漿。

第十步：底板錨索施工。

5.效果分析

噴、注、錨對巷道全方位聯(lián)合支護控制錨固區(qū)圍巖離層、滑動、裂隙張開、新裂紋產(chǎn)生等擴容變形，圍巖處于受壓狀態(tài)，抑制圍巖彎曲、拉伸與剪切破壞，在錨固區(qū)內(nèi)形成剛度較大的次生承載結(jié)構，最大限度地保持錨固區(qū)圍巖完整性，減小錨固區(qū)圍巖整體強度。注漿充填圍巖裂隙，提高了巖體強度，避免應力集中，使圍巖作用在支護結(jié)構上的荷載所產(chǎn)生的彎矩減小。附加利用錨索卸壓，使巷道周邊的高應力向深部轉(zhuǎn)移。巷道施工一年半變形量小，取得良好的效果值得推廣。

【參考文獻】

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