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        錨注技術(shù)在處理大斷面硐室底臌中的應(yīng)用

        2014-01-01 00:00:00黃傳寶
        山東工業(yè)技術(shù) 2014年2期

        【摘 要】利用注漿錨桿支護技術(shù),對三水平井底泵房硐室底部進行錨注加固修復(fù),有效地控制了底臌,保證了硐室的穩(wěn)定,取得了良好的技術(shù)經(jīng)濟效果。

        【關(guān)鍵詞】大斷面硐室;注漿錨桿;底臌

        0 前言

        新建煤礦是一座設(shè)計年產(chǎn)200萬噸的大型現(xiàn)代化礦井,三水平泵房硐室位-330m標(biāo)高,頂板為18—2號煤層,煤層厚度達到15m,擔(dān)負(fù)著三水平及將來延深排水任務(wù),是與礦井一樣主要的硐室。由于受深部壓力及采動影響,底臌嚴(yán)重,致使水泵基礎(chǔ)被擠壞,發(fā)生嚴(yán)重變形,導(dǎo)致水泵無法正常工作,影響到整個礦井的排水,同時也影響到安全問題。2007年采用錨注技術(shù)對三水平井底泵房硐室底部進行修復(fù)施工后,取得了良好的技術(shù)經(jīng)濟效果。

        1 工程概況

        三水平泵房硐室規(guī)格:寬5.2m,高5.5m;長60m;標(biāo)高-330叫垂深達550m;具體規(guī)格尺寸詳見斷面圖1。巷道頂板為18-2號層煤,由于抽放不及時,瓦斯含量高,煤質(zhì)松軟,另外由于該礦現(xiàn)在的采出格局是向盆底匯集,相應(yīng)的礦山壓力也就在泵房硐室這里得到了顯現(xiàn),巷道嚴(yán)重變形,因采取了錨網(wǎng)索支護,泵房硐室的頂、幫變形得到了有效的控制;但是底鼓對水泵基礎(chǔ)的破壞,已經(jīng)影響到排水,給礦井帶來極大的危脅,若還是采取常規(guī)的混凝土發(fā)碹施工水泵基礎(chǔ),治標(biāo)不治本,翻修率高,很難保證基礎(chǔ)的服務(wù)年限,同時也解決不了底板底臌的問題。

        圖1 三水平泵房錨注圖

        2 修復(fù)加固方案及參數(shù)選擇

        2.1 修復(fù)加固方案

        以柔性密貼封閉圍巖,穩(wěn)壓注漿膠結(jié)解理發(fā)育的松散復(fù)合圍巖體,充分發(fā)揮圍巖自身強度,不斷提高圍巖巖體強度、改變圍巖應(yīng)力狀態(tài),實現(xiàn)主動支護,達到有效控制巷道變形的錨注支護體系。即先清理已開挖的浮巖,噴射混凝土,打注漿錨桿、掛鋼絲繩、再噴射混凝土、注漿的軟巖巷道支護施工方法。以錨注為主體,改善了通常錨注支護,僅是注漿膠結(jié)軟弱圍巖、煤中弱面、裂隙等,以達到提高圍巖自身強度為基本目的的巷道支護,而忽視了在錨注的實施過程中,采用帶壓漿液,改變了圍巖自身的應(yīng)力和被加固以外圍巖應(yīng)力場(深部或外部)應(yīng)力分布狀態(tài)的效果。通過對圍巖及圍巖松動圈的帶壓注漿,封閉在圍巖內(nèi)的帶壓漿液也使圍巖體內(nèi)壓力增加,并都得到了一定的穩(wěn)壓,已達到抵消和可以在一定時期緩釋疊加應(yīng)力的作用。從而達到以錨注支護為基礎(chǔ)實現(xiàn)改變和緩釋圍巖疊加應(yīng)力巷道最新的支護體系。在鋼絲繩居一次和二次噴層中,起到真正的筋骨作用,使噴層的強度提高,同時使其柔性加大,并為不斷的提高圍巖的自身強度提供重要基礎(chǔ)。

        2.2 參數(shù)選擇

        2.2.1 注漿錨桿

        注漿錨桿采取直徑Φ25mm的—次性中空螺紋鋼錨桿,2個底角錨桿長度為2500mm,中部錨桿長度為1600mm,間排距1000mm,距離底板不超過100mm,2個底角兩根錨桿下扎角度45°,其它錨桿下扎角度90°。

        2.2.2 鋼絲繩

        采用廢舊鋼絲繩。按錨桿間排距縱橫掛好鋼絲繩,并壓緊使其緊貼巖面。

        2.2.3 注漿設(shè)備、材料

        注漿泵選用2ZBQ—11.5/3型氣動注漿泵,水泥采用425#硅酸鹽水泥,出場日期超過3個月禁用,水玻璃采用38Be'水玻璃,模數(shù)n =3.2,比重為:1.355kg/L;注漿材料的質(zhì)量配比為:0.75~0.5:l:0.06(水:水泥:水玻璃)。

        2.2.4 注漿參數(shù)

        根據(jù)以往經(jīng)驗注漿壓力,以1.5~2.5MPa為準(zhǔn),最大注漿壓力為3MPa(主要考慮底角注漿錨桿)。為了防止注漿在弱面漿液擴散較遠,造成跑漏現(xiàn)象,在控制注漿壓力和注漿量的同時,必須控制注漿時間,使注漿時間不宜過長。一般單孔注漿時間取20~30min。相鄰鉆孔一旦跑漿,應(yīng)及時封鄰孔或停止注漿。為保證注漿在大斷面、高地應(yīng)力狀況下巷道的質(zhì)量,復(fù)注是非常必要的,復(fù)注量一般為第/—次注漿量的60%。

        3 施工工藝

        清理浮巖→刷出能保證設(shè)計要求的巷道底部毛斷面→初噴50mm厚混凝土,及時封住裸露的圍巖→打注漿錨桿→掛鋼絲繩及上托盤→復(fù)噴100mm厚混凝土→注底角注漿錨桿→注中部注漿錨桿→復(fù)注。

        4 施工效果

        4.1 經(jīng)濟效益分析

        施工質(zhì)量直接影響支護效果,也是應(yīng)用錨注支護來治理軟巖巷道成敗的重要因素。錨注支護體系很多屬隱蔽工程,如錨固力不夠、噴層厚度不均勻、厚度不夠、組合錨桿不按設(shè)計結(jié)合,特別是注漿錨桿注漿量不夠,漿液濃度不符合要求,不按要求復(fù)注,這是造成來壓后巷道失穩(wěn)的重要因素。目前對這些隱蔽工程尚無有效的檢查儀器,該礦對施工區(qū)隊人員派專人進行質(zhì)量監(jiān)督,班班做好原始記錄,取得了良好效果。與29U型鋼支架結(jié)合下底拱梁發(fā)碹混凝土支護相比,錨注支護大幅度降低了鋼材消耗量,具有顯著的經(jīng)濟效益。對于相同斷面巷道,其支護成本大大低于36U型鋼支架支護。

        4.2 支護效果

        三水平泵房硐室底部自2007年1月錨注修復(fù)至今已近2a時間,通過對巷道及施工新基礎(chǔ)的觀察,巷道無明顯變形,滿足了礦井排水這一主要要求,可見錨注支護不僅在技術(shù)上可行,安全上可靠,經(jīng)濟上合理,更重要的是它的實施為大斷面硐室底臌的防治,確保礦井安全生產(chǎn)提供了一條行之有效,多快好省的技術(shù)途徑。

        [責(zé)任編輯:丁艷]

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