深井大斷面硐室支護技術(shù)實踐

陳 兵 陳金鎖 方武松

(1.國投新集能源股份有限公司口孜東礦，安徽阜陽 236153;2.國投新集能源股份有限公司新集一礦，安徽鳳臺 232172)

1 工程概況

中央(13-1)采區(qū)軌道上山絞車房硐室荒斷面71.01 m2，凈斷面69.52 m2，主要在13-1煤層底板泥巖、砂質(zhì)泥巖層中施工，局部巖層較松軟，構(gòu)造裂隙發(fā)育，局部巖層較破碎。經(jīng)研究，該硐室采用錨網(wǎng)索噴支護。

2 永久支護

2.1 巷道斷面形狀及規(guī)格

斷面為直墻半圓拱形斷面，拱基處凈寬11 m，墻腳凈寬11 m，凈高7.5 m，凈斷面積 69.52 m2，設(shè)計噴厚 70 mm，掘進斷面積71.01 m2，墻高 2.0 m。

2.2 永久支護形式

1)錨網(wǎng)索支護。錨桿間排距700 mm×700 mm，錨索間排距為1.5 m×1.4 m。錨桿每排34根，錨索每排11根，M5鋼帶沿巷道走向布置，壓在錨索墊板之下，共11排。施工中幫部錨桿滯后迎頭不超過6排，錨索滯后迎頭不超過10 m。2)噴混凝土蓋錨桿錨網(wǎng)，噴層厚度70 mm。噴混凝土強度C20，配合比(重量比)為水泥∶黃砂∶瓜子片 =1∶2.13∶2.13，水灰比為 0.45∶1，速凝劑摻入量為水泥重量的4%。3)綜掘機割完巖或爆破后，絞車房施工時先噴漿，后進行錨網(wǎng)索支護。錨桿布置形式為五花布置，施工時按相對應(yīng)的A斷面和B斷面交替施工，使錨桿成為五花布置。A斷面施工時以正頂?shù)谝桓^桿為準向兩側(cè)按照間距700 mm布置錨桿，并在兩側(cè)第8根和第9根錨桿之間增加1根錨桿，補打錨桿間距均為350 mm。B斷面施工時以巷道中線為準在中線兩側(cè)各350 mm處開始施工錨桿，并在正頂以及第8根和第9根錨桿之間增加1根錨桿，補打錨桿間距均為350 mm。

2.3 循環(huán)進尺

正常情況下采用戴帽點柱做臨時支護，采用綜掘機掘進時每循環(huán)施工兩排，循環(huán)進尺1.4 m，最大控頂距不超過1.6 m;采用放炮掘進時，每循環(huán)施工三排，循環(huán)進尺2.1 m，最大控頂距不超過2.2 m。巖性差時經(jīng)有關(guān)部門現(xiàn)場鑒定后采用超前鋼筋做臨時支護。

2.4 永久支護材料

1)錨網(wǎng)索支護材料:錨桿采用左旋無縱筋專用Ⅱ級高強螺紋鋼錨桿，規(guī)格為φ22 mm×2 500 mm;錨桿托板采用厚10 mm鋼板加工成碟形墩窩托板，規(guī)格為長×寬×厚=120 mm×120 mm×10 mm;錨網(wǎng)采用φ6 mm鋼筋焊制，規(guī)格為長×寬=2 000 mm×1 000 mm，網(wǎng)孔規(guī)格為100 mm×100 mm;鋼帶采用φ12 mm圓鋼焊制H形鋼帶，規(guī)格為3 000 mm，2 500 mm和1 600 mm三種;M5鋼帶采用厚5 mm的Q235型鋼板加工鋼帶，規(guī)格為長3 000 mm，寬190 mm，每隔1 400 mm布置一個直徑30 mm的鉆孔;錨索采用φ21.8 mm鋼絞線加工，長度為9.3 m;錨索托板采用厚14 mm鋼板加工，采用大小兩塊托板疊加，大托板規(guī)格為長×寬×厚=300 mm×300 mm×14 mm，小托板規(guī)格為長×寬×厚=150 mm×150 mm×14 mm;錨固劑采用MSK2850型。2)噴混凝土支護材料:水泥選用P.C32.5水泥，黃砂選用中粗砂，瓜子片選用粒徑為5 mm～10 mm的碎石子，速凝劑選用JL06Q型。

2.5 支護質(zhì)量要求

1)錨桿抗拔力不小于80 kN/根，錨索預(yù)應(yīng)力不小于160 kN/根，錨桿螺母扭矩力不小于400 N·m;錨索必須生根在穩(wěn)定的巖層中不小于2 m，否則應(yīng)加長錨索長度;錨網(wǎng)緊貼巖壁，網(wǎng)間壓接綁扎牢固，搭接長度符合要求;鋼筋網(wǎng)采用錨桿(H鋼帶)壓茬，鋼筋網(wǎng)搭接不小于100 mm，鋼帶搭接100 mm～200 mm，用14號鐵絲聯(lián)網(wǎng)，聯(lián)網(wǎng)點距不大于300 mm;墻基基礎(chǔ)深度為100 mm，允許偏差不大于10%;巷道頂板巖層松軟時，應(yīng)縮小錨索間排距，錨網(wǎng)索噴巷道幫部未支護高度不超過1.6 m。

2)噴混凝土表面平整度不大于50 mm(1 m2范圍內(nèi))，速凝劑必須隨噴隨摻，不得提前摻入料中;噴混凝土連續(xù)灑水養(yǎng)護28 d，第一周每小班灑水不少于1次，以后每天灑水不少于1次;噴混凝土應(yīng)嚴密封實巷頂、幫，不允許出現(xiàn)空洞、不得出現(xiàn)露筋露網(wǎng)現(xiàn)象;噴漿料要攪拌均勻，攪拌次數(shù)不少于3次。

3 施工方法

1)因巷道斷面較高，絞車房硐室分臺階施工，先施工絞車房硐室圓弧頂以下3.57 m，綜掘機拐彎施工頂部剩余部分，并進行反刷，上部施工完后施工下部4 m，圓弧頂以上的部分全部施工支護完成后，再進行圓弧頂以下部分的排底、刷幫支護工程。

2)在施工下部之前上半部分必須支護到位，下部施工過程中裸露山前高度不得超過1.6 m，幫部高度超過1.6 m后，必須對超過部分及時進行掛網(wǎng)補錨桿支護。

3)采用綜掘機截割下部時可先截割絞車房左半部，然后截割絞車房右半部，左右部分形成臺階處必須每班安排專人觀察，及時鑿掉裸露的活矸浮石。

4 頂板管理

1)加強頂板管理，每次進入工作面前，班隊長必須對工作面頂幫安全情況進行一次全面檢查，確認無安全隱患方可入內(nèi)。

2)錨網(wǎng)支護時，必須由外向里逐排打齊頂板錨桿。拱部逐排打9根頂部錨桿方可進行下一排的施工，錨桿不得沿層面、裂隙面布置。每班接班后必須及時將迎頭10 m內(nèi)松動的錨桿墊板上緊上牢。

3)錨桿、錨索墊板必須緊固，構(gòu)件齊全，錨桿螺母必須用機械或扭矩扳手擰緊，確保錨桿墊板緊貼巖面，未接觸部分必須楔緊墊實，不得松動。

4)對錨桿(索)定期進行檢查，對頂、幫失效的錨桿(索)應(yīng)及時在旁邊重新補打合格，對松動的螺母應(yīng)及時擰緊，松動的錨索鎖具要及時補壓。

［1］何滿潮，謝和平，彭蘇萍.深部開采巖體力學(xué)研究［J］.巖石力學(xué)與工程學(xué)報，2005，16(4):21-22.

［2］何滿潮，李國峰，任愛武，等.深部軟巖巷道立體交叉硐室群穩(wěn)定性分析［J］.中國礦業(yè)大學(xué)學(xué)報，2008，2(2):9.

［3］李 帥，岳喜占.千米深井大斷面軟巖巷道錨架注聯(lián)合支護技術(shù)［A］.巖石力學(xué)與工程的創(chuàng)新和實踐:第十一次全國巖石力學(xué)與工程學(xué)術(shù)大會論文集［C］.武漢:湖北科技出版社，2010.