姜喜林

（黑龍江龍煤礦業(yè)集團股份有限公司 鶴崗分公司，黑龍江 鶴崗154100）

隨著安全高效礦井建設(shè)和機械化水平不斷提高，采煤隊組個數(shù)減少、單產(chǎn)提高，礦井逐步實現(xiàn)集約化生產(chǎn)，富力煤礦二水平五分段－450m綜采工作面生產(chǎn)的煤炭、掘進工作面出煤進入－443m階段煤倉，通過該煤倉在折二皮帶井筒內(nèi)的給煤機裝入鋼帶機，進入運煤系統(tǒng)運至地面，－443m階段煤倉對連續(xù)生產(chǎn)起著重要的緩沖作用。

1 煤倉概況

1.1 位置及作用

－443m階段煤倉位于二水平五分段－443m皮帶石門前部，為采區(qū)內(nèi)11、18－2、21、22、27和29層煤開采及準備巷道的掘進煤提供存儲空間。

1.2 地質(zhì)概況及失修情況

該煤倉上口標高－443.368m，下口標高－494.392 m，深度為51m，直徑Φ6.5m，容積為1425m3，原支護形式為混凝土碹，厚度400mm。由該倉上口每天進入的煤炭近萬噸。該煤倉長期受煤流的沖擊，在井壁出現(xiàn)兩條垂直方向的溝，一條溝位于煤倉上口往下3～21m處，塌進深0～1.5m，寬0～1.8m，高18m，比較完整；另一條溝位于煤倉上口往下12～41m處，塌進深0～4.6m，寬0～4.1m，高29m，塌冒比較嚴重，兩條溝之間相距6.5m，兩條溝相向而對。倉壁開裂，由原來的均勻受力，變?yōu)榫植考惺芰?，煤倉壁易失穩(wěn)，且仍在繼續(xù)惡化，倉幫墜倉砸壞下部給煤機，有造成綜采工作面停產(chǎn)的危險。因此，修復(fù)加固－443m階段煤倉成為當務(wù)之急。

2 修復(fù)方案的選擇

2.1 方案比較

方案一：選用傳統(tǒng)的配筋發(fā)碹，要經(jīng)過綁扎主、副筋，支模澆灌混凝土發(fā)碹等工序，整套工序完成再加上養(yǎng)護時間，需要70天；方案二：選用錨網(wǎng)噴＋全長注漿錨索聯(lián)合支護技術(shù)，預(yù)計需42天。通過方案對比，認為配筋發(fā)碹施工工期太長，因而采用錨網(wǎng)噴＋全長注漿錨索聯(lián)合支護方案。

2.2 支護方法

錨網(wǎng)噴＋全長注漿錨索：采用錨桿長為2000mm的Φ20mm螺紋鋼，錨桿間排距為600mm×600mm，采用樹脂藥卷端頭錨固，單孔藥卷為1卷。鋼筋網(wǎng)規(guī)格為1000 mm×2000mm，眼孔為70mm×70mm，網(wǎng)間搭接為100 mm，并用鐵線逢環(huán)必聯(lián)，把鋼筋網(wǎng)扭連成整體，全長注漿錨索間排距為1500mm×2000mm，全長注漿錨索鋼鉸線長度為6300mm，鋼梁長度為800mm，鋼絞線外露長度不大于300mm，單孔藥卷為2卷，錨索初承力必須達到80 kN，噴漿厚度為100mm。

2.3 全長注漿錨索加固技術(shù)

全長注漿錨索是一種將現(xiàn)代注漿技術(shù)、柔性錨索和端錨有機地結(jié)合在一起的新型支護技術(shù)。它不僅具有普通錨索的吊、擠壓加固、組合拱以及楔固等作用外，還具有以下主要支護作用：

（1）改善圍巖性質(zhì)，提高圍巖承載能力。注漿后，漿液將松散破碎的圍巖膠結(jié)成整體，提高了巖體內(nèi)聚力、內(nèi)摩擦角及彈性模量，從而提高了巖體強度，可實現(xiàn)利用圍巖本身作為支護結(jié)構(gòu)的一部分，且與原巖形成一個整體，使巷道保持穩(wěn)定而不易破壞。

（2）高預(yù)應(yīng)力錨索。全長注漿錨索具有高預(yù)應(yīng)力的特點，索體采用高強度螺旋肋預(yù)應(yīng)力鋼絲編絞而成，特別適用于施加很高的預(yù)應(yīng)力。巖體壓力荷載通過錨索被傳遞到深部穩(wěn)定的巖體，深部穩(wěn)定的巖層自穩(wěn)潛能得到充分發(fā)揮，可有效控制巷道變形。

（3）強化組合拱。利用全長注漿錨索注漿充填圍巖裂隙，配合錨網(wǎng)噴支護，形成了多層有效組合拱，即噴網(wǎng)組合拱、錨桿壓縮區(qū)組合拱及漿液擴散加固拱，從而擴大了支護結(jié)構(gòu)的有效承載范圍，大大提高了支護整體承載能力。

（4）技術(shù)關(guān)鍵：施工中，按錨索眼間排距畫好眼位，打好每一個錨索孔，并用封孔器封好孔，達到最終注漿不露漿液的目的。注漿時，確保每根錨索都達到5.0～7.0MPa，使?jié){液充分注到巖體內(nèi)部，形成一個完整的強化組合拱。

3 修復(fù)措施

1）修復(fù)煤倉前，必須要求相關(guān)的皮帶負責人在下倉期間嚴禁開動皮帶機。

2）皮帶停機后立即對煤倉上口周圍臟雜物清理干凈，保證倉口不得有閑置物料，其它物料必須置于倉口以外不小于10m的安全寬敞地點碼放整齊，備齊修復(fù)煤倉所用支護材料。

3）在煤倉上方11＃工字鋼天輪架上固定天輪，人員上下煤倉用20t回柱絞車牽引，牽引鋼絲繩為Φ21.5mm；鋼絲繩固定10t旋轉(zhuǎn)鉤頭。鉤頭上吊掛1m3的吊桶，吊桶上方固定Φ1200mm桶傘，以防止倉壁落矸傷人，吊桶用于工作人員上下煤倉。

4）施工人員必須從倉口到倉底，自上而下施工，施工時煤倉放滿煤，下口給煤機安排專人看管。

5）由于煤倉內(nèi)有煤，施工期間必須安設(shè)局部通風機進行通風，以提供新鮮風，供施工人員的正常呼吸。

6）工作人員在煤倉內(nèi)站在煤上施工時，必須系上安全帶，安全帶的安全長度為施工點到煤倉上口固定點的有效范圍。

4 技術(shù)經(jīng)濟效果分析

1）錨網(wǎng)噴＋全長注漿錨索支護技術(shù)能獲得較高的支護強度和圍巖加固作用，能主動支護倉體，當倉體破碎裂隙發(fā)育時，其漿液能充填裂隙起到固結(jié)倉壁作用，集懸吊、擠壓加固、固結(jié)倉體于一體，尤其能解決破碎松軟圍巖，特大斷面以及大跨度硐室巷道支護難題。

2）經(jīng)濟效益對比：每米煤倉加固錨網(wǎng)噴＋全長注漿錨索支護材料費用4562.2元，每米煤倉配筋發(fā)碹加強支護的材料費8232.1元，兩者相比，每米節(jié)約支護材料費3669.9元，大約節(jié)約支護材料費16萬余元。

5 結(jié)語

該工程于2012年6月5日開始施工，7月17日順利完工，經(jīng)過1年的使用，取得了良好的修復(fù)效果。實踐證明采用錨網(wǎng)噴＋全長注漿錨索加強破碎圍巖具有如下優(yōu)點：

1）適合大跨度硐室、斷層破碎帶的有效加固，為復(fù)雜困難條件下巷道維修提供了一條新的有效途徑；

2）注漿本身對已出現(xiàn)松動的圍巖還具有明顯的膠結(jié)加固作用，加固效果突出；

3）施工方法簡單、快速、提高了安全可靠程度。

〔1〕謝子良.高預(yù)應(yīng)力強力支護系統(tǒng)在王坡煤礦的應(yīng)用〔J〕.煤礦開采，2010.

〔2〕康紅普，王金華.煤巷錨桿支護理論與成套技術(shù)〔M〕.北京：煤炭工業(yè)出版社，2007.

〔3〕何滿潮.中國煤礦錨桿支護理論與實踐〔M〕.徐州：中國礦業(yè)大學出版社，2004.