鶴煤九礦—420硐室群加固方案探析

王方晨

摘要： 本文主要結合九礦的具體條件，硐室群圍巖的呈現(xiàn)軟巖特征，經(jīng)歷了兩次返修，圍巖松動范圍大，周圍采掘形勢復雜等具體情況，提出了硐室群圍巖加固方案以供探討。

Abstract： In this paper， based on the specific conditions of No. 9 Coal Mine， that is the rock mass of the chamber group is characterized by soft rock， and it has experienced two times of rework， the surrounding rock has large loose range and the surrounding mining condition is complex， the reinforcement scheme of chamber group surrounding rock is proposed for reference.

關鍵詞： -420硐室群；加固方案；地質(zhì)

Key words： -420 chamber group；reinforcement scheme；geology

中圖分類號：TD354 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2017）35-0127-02

1 礦井地質(zhì)概況及-420硐室群地質(zhì)條件

鶴壁公司九礦位于鶴壁礦區(qū)北部邊界。南距鶴壁市區(qū)18km。西及西南以下夾煤露頭為界；西北及北部以F155斷層為界，與王家?guī)X煤礦相鄰；東部以F153斷層和二1煤層-400m底板等高線為界；東南以F7斷層與四礦分界。-420硐室群位于位于二1煤層三一采區(qū)下部10m～20m，其中井底硐室群包括南北馬頭門、變電所、泵房、管子道、井筒-馬頭門連接段。31采區(qū)硐室群包括31采區(qū)變電所、31采區(qū)避難硐室。地面標高+188，-420區(qū)域硐室底板標高為-415左右，因此硐室群埋深為600m左右。硐室群在石炭系太原群上部及二疊系下部山西組巖層中掘進，巖性主要由L9石灰?guī)r、黑色泥巖、深灰色中粒砂巖、灰黑色砂質(zhì)泥巖及薄煤層組成。

2 采掘情況

-420水平井底未受上覆回采工作面的采動影響，而31采區(qū)變電所與上覆2504采空區(qū)邊緣的水平距離為42m，31采區(qū)避難硐室與2504工作面的水平最小距離為73m。

硐室是礦井生產(chǎn)的咽喉部位，目前硐室巷道圍巖的變形大，斷面縮小，并已造成潛在的冒落區(qū)域，對硐室的安全使用有一定影響。

3 修復方案

3.1 變電所修復方案

變電所采用深淺交錯注漿+底板注漿+雙作用錨索支護形式。將變電所硐室內(nèi)活動漿皮清理干凈，確保后續(xù)施工安全。

由于斷面較大，施工前必須搭好工作臺。前期準備完成后，再將變電所內(nèi)松動的混凝土噴層去掉，施工順序為先頂后幫。

3.1.1 錨索參數(shù)

全斷面補打錨索進行加強支護，間排距1400×2100mm，頂幫錨索規(guī)格為Φ21.8×7300mm，每根錨索用4支Z2360型樹脂錨固劑錨固。全斷面布置7根錨索。錨索墊板采用16mm厚鋼板加工，規(guī)格為300×300mm。

錨索施工采用先頂部，后兩幫的施工順序。

3.1.2 注漿參數(shù)

注漿選用深淺結合的方式，如圖1（a）所示布置注漿錨桿，布置時保持兩者交錯，孔間排距保持2.1×2.1m。采用無縫鋼管作為注漿錨桿，直徑？準32mm，壁厚3mm，短孔注漿錨桿長度1800mm，深孔注漿錨桿長度4000mm，圖1（b、c）表示注漿錨桿加工。選用規(guī)格為26mm×4mm的A3薄鋼板作為注漿錨桿桿尾，并將其和桿體焊接在一起。止?jié){塞采用快硬水泥藥卷水泥玻璃止?jié){；每孔一卷，選用KBY-50/70注漿泵，公稱壓力0.5～7MPa，公稱流量50L/min；注漿管路采用25mm高壓膠管及1寸多層膠管，確保管路連接無異常，能夠正常使用。

3.1.3 雙作用錨索參數(shù)

設計圖1（a）窗體頂端

組合錨索的加工圖見設計圖1（a）所示，截面如圖1（b）所示。錨具采用OVM15-4型，適用于？準15.24mm鋼絞線，構造見圖1（c）。

3.1.4 所需物料及費用

單位長度及變電所總長28m所需物料，單位工程量直接費用為7744.18元。

3.2 水泵房修復方案

全斷面補打錨索進行加強支護，間排距1400×2100mm，頂幫錨索規(guī)格為Φ21.8×7300mm，每根錨索用2支Z2360型樹脂錨固劑錨固。全斷面布置5根錨索。錨索墊板采用16mm厚鋼板加工，規(guī)格為300×300mm。

3.2.1 注漿參數(shù)

注漿選用深淺結合的方式，布置時保持兩者交錯，孔間排距保持2.1×2.1m。采用無縫鋼管作為注漿錨桿，直徑？準32mm，壁厚3mm，短孔注漿錨桿長度1800mm，深孔注漿錨桿長度4000mm。選用規(guī)格為26mm×4mm的A3薄鋼板作為注漿錨桿桿尾，并將其和桿體焊接在一起。止?jié){塞采用快硬水泥藥卷水泥玻璃止?jié){；每孔一卷，選用KBY-50/70注漿泵，公稱壓力0.5～7Mpa，公稱流量50L/min；注漿管路采用25mm高壓膠管及1寸多層膠管，確保管路連接無異常，可正常使用。

3.2.2 所需物料及費用

單位長度及變電所總長33m所需物料，單位工程量直接費用為7516.97元。

3.3 避難硐室修復方案endprint

31采區(qū)避難硐室一側（13.74m）為-420軌道大巷，另一側（9m）為-420北翼膠帶大巷。根據(jù)九礦圍巖結構特點以及圍巖修復要求，結合現(xiàn)場考察，兩幫漿皮開裂脫落，造成外層防護材料變形破壞；因此，31避難硐室的修復方案是：

主動支護：錨索+深淺交錯注漿

包括以下幾點：

支護方案：深淺交錯注漿。

3.3.1 錨索參數(shù)

巷道全斷面補打錨索進行加強支護，間排距1400×2100mm，頂幫錨索規(guī)格為Φ21.8×7300mm，每根錨索用4支Z2360型樹脂錨固劑錨固。全斷面布置3根錨索。錨索墊板采用16mm厚鋼板加工，規(guī)格為300×300mm。

3.3.2 注漿參數(shù)

與上文“水泵房修復方案”中注漿參數(shù)相同。

底板采用深淺注漿錨桿進行加固。

3.3.3 單位長度工程量

單位長度所需物料，單位工程量直接費用為2831元。60m工程總價為166915元。

4 施工工藝

①第一步先利用錨索鉆機打孔，井下現(xiàn)場進行組合錨索，利用人力下入鉆孔內(nèi)。

②組合錨索時，應按照相關規(guī)范要求進行組裝，鋼絞線選為每組4根Φ15.24mm，利用固定環(huán)在其四周每0.8m均勻地綁扎，每隔一個內(nèi)外組裝，4根錨索的前端必須用Φ20mm的塑料管套上5m，做為錨索的預應力段。

③為利于排除空氣，組合錨索在放入鉆孔時，應把Φ10mm的塑料管邦在前端。

④上述工作完成后，應安排人員仔細檢查排氣管是否存在異常，若發(fā)現(xiàn)異常應立即采取修正措施，只有在確保排氣管無異常的情況下才能開始下一環(huán)節(jié)的操作。

⑤在裝有水的塑料瓶內(nèi)插入用于排氣的塑料管的一頭，注漿期間觀察鉆孔內(nèi)返出的氣泡，從而判斷砂漿是否注滿，當塑料瓶內(nèi)返有灰漿時，停止注漿。

⑥為避免把注漿泵膠管注壞，應合理控制砂漿時壓力，保證其在0.6-0.8MPa范圍內(nèi)。

⑦錨索鉆孔注滿后4小時后，將注漿插管去除，同時用砂漿處理平孔口部分，固定錨索托盤。

結合施工現(xiàn)場實際情況，組合錨索砂漿注滿后，待砂漿凝固3-5天后，張拉錨索，本次設計組合錨索的預應力為40噸。壓力表上顯示20MPa。

在組合錨索的注漿達到凝固期后，進行組合錨索張緊順序。首先安裝槽鋼，其次是安裝上錨索墊板，上好錨索鎖具，利用千斤頂張緊錨索，張緊力40噸，在手動油泵壓力表上顯示20MPa，符合相關規(guī)范標準。

5 小結

①由于變形比較嚴重，深部破壞范圍比較大，已經(jīng)影響正常功能，考慮對硐室圍巖進行加固。

②提出了硐室群的加固思路：圍巖注漿加固與組合錨索聯(lián)合支護。即采用圍巖深淺交錯注漿加固和組合雙作用。防圍巖出現(xiàn)較大的變形，設備基礎穩(wěn)定，硐室內(nèi)設施不受巷道變形影響。

③給出了硐室群加固設計方案和組合錨索的施工工藝流程。

參考文獻：

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[2]李占彪.大斷面永久硐室支護技術研究[J].陜西煤炭，2015-08-15.

[3]王俊義.副井馬頭門組合錨索加固措施[J].中國煤炭工業(yè)，2009-09-15.endprint