井底車場(chǎng)巷道破壞原因分析及支護(hù)加強(qiáng)設(shè)計(jì)方案實(shí)踐應(yīng)用研究

李俊鵬

摘要：文中對(duì)冀家垴井底北車場(chǎng)巷道變形破壞原因及巷道返修時(shí)支護(hù)加強(qiáng)方案的實(shí)踐應(yīng)用效果進(jìn)行分析研究，采用錨網(wǎng)噴+鋼管混凝土支架加強(qiáng)支護(hù)的方式可以有效的應(yīng)對(duì)井底車場(chǎng)巷道圍巖變形破壞嚴(yán)重的情況，在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐中取得較好的應(yīng)用效果，為巷道安全高效施工提供了有效支撐。

關(guān)鍵詞：巷道變形破壞;支護(hù)：鋼筋混凝土支架

Absrtact：In this paper， the causes of roadway damage and the practical effect of the roadway reinforcement scheme are analyzed. The method of reinforced support by anchor net spraying + concrete tubular stent can effectively deal with the serious deformation and damage of roadway surrounding rock in the well yard， and obtain a good application effect in the field practice， which provides effective support for the safe and efficient construction of roadway.

Key words：roadway deformation and failure;support： reinforced concrete support

1 概況

新元公司地處山西省晉中市壽陽縣境內(nèi)，礦井井田面積136.77平方公里，主采3 #、9#、15#煤層，設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量6.05億噸，設(shè)計(jì)總規(guī)模500萬噸/年。冀家垴井底北車場(chǎng)埋藏深度在500m左右，巷道整個(gè)斷面下半段位于砂質(zhì)泥巖中，上半段位于3#煤中，直接頂為砂質(zhì)泥巖，平均厚度1.52m，基本頂為中粒砂巖，平均厚度10.80m，原設(shè)計(jì)直墻半圓拱斷面，墻高1500mm，拱高2600mm，凈寬5200mm。因巷道變形嚴(yán)重，現(xiàn)寬4000-4500mm，原支護(hù)29U型鋼支架嚴(yán)重扭曲變形，頂板下沉擠壓管路。對(duì)冀家垴井底北車場(chǎng)巷道破壞原因進(jìn)行分析，在返修井底車場(chǎng)時(shí)改變支護(hù)強(qiáng)度及結(jié)構(gòu)以保證巷道的穩(wěn)定和正常使用。

2 巷道破壞變形原因分析

2.1 巷道破壞變形情況

原支護(hù)為錨網(wǎng)噴+套29U型金屬支架的方式，原設(shè)計(jì)為直墻半圓拱斷面，墻高1500mm，拱高2600mm，凈寬5200mm。破壞變形后寬4000-4500mm，原29U型鋼支架嚴(yán)重扭曲變形，頂板下沉擠壓管路，對(duì)冀家垴井底北車場(chǎng)正常使用造成嚴(yán)重影響。

2.2 巷道破壞變形原因

上覆巖層的自重應(yīng)力及巖石蠕變：新元公司吉家垴井底北車場(chǎng)位于礦井中部，周圍無明顯地質(zhì)構(gòu)造，可以排除構(gòu)造應(yīng)力的影響;考慮到礦井埋深較大，約500m，上覆巖層自重應(yīng)力大，根據(jù)巖石蠕變的特性，隨時(shí)間的推移應(yīng)力對(duì)巷道頂幫破壞變形影響較大。

軟巖膨脹作用：巷道布置的層位主要為砂質(zhì)泥巖，靠近3#煤，巖體中黏土性物質(zhì)含量較高，且頂板巖層為中粒砂巖，導(dǎo)水性較好，巷道頂幫長(zhǎng)期在裂隙水的侵蝕下，成為了低強(qiáng)度膨脹性砂質(zhì)泥巖軟巖巖石，其有較大的膨脹性。

最后通過分析我們可以了解到，冀家垴井底北車場(chǎng)巷道變形嚴(yán)重，頂板下沉主要是由上覆巖層重力和圍巖的膨脹作用力以及巖石的蠕變共同作用造成的。

3 支護(hù)設(shè)計(jì)

3.1 頂幫支護(hù)設(shè)計(jì)

在冀家垴井底車場(chǎng)支護(hù)設(shè)計(jì)中，支護(hù)采用高預(yù)應(yīng)力錨桿、錨索+金屬網(wǎng)+噴砼+鋼管混凝土支架支護(hù)方式進(jìn)行，具體的支護(hù)參數(shù)如下表1所示。

3.2 鋼管混凝土支架支護(hù)形式設(shè)計(jì)

支設(shè)的鋼管混凝土支架規(guī)格根據(jù)設(shè)計(jì)斷面確定：頂弧段長(zhǎng)4450mm，左、右?guī)投胃?183mm。

3.2.1 支護(hù)形式

①拱形棚采用鋼管混凝土支架，支架型號(hào)KGH-XT3-φ194×10mm，φ36mm圓鋼全斷面抗彎強(qiáng)化，核心砼C40，棚距1000mm;②取消撐木;支架間連接采用鋼管混凝土頂桿，頂桿型號(hào)φ76×5mm，核心砼C30，長(zhǎng)度800mm;1000×150×70mm水泥背板滿鋪背牢背;③支架與圍巖間噴射100mm厚混凝土層;錨噴支護(hù)依據(jù)原設(shè)計(jì)進(jìn)行，不必減項(xiàng);④兩側(cè)幫各打3根錨桿;⑤支架上部與頂板之間用填充體填充;⑥支架兩幫段焊接電纜溝，方便巷道使用。

3.2.2 支護(hù)材料規(guī)格

幫錨桿：左旋無縱筋螺紋鋼錨桿Φ22×2400mm

幫錨桿鐵托板：120×140×10mm（長(zhǎng)×寬×厚）槽型 中孔Φ24mm

幫錨桿藥卷：MSK2380樹脂藥卷（每孔一卷）

附圖：鋼管支架細(xì)部結(jié)構(gòu)圖、鋼管支架尺寸圖、復(fù)合支護(hù)設(shè)計(jì)圖

4 現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐效果

冀家垴井底北車場(chǎng)返修后投入使用已有一年時(shí)間，從現(xiàn)場(chǎng)布置的日常礦壓觀測(cè)站以及按十字布點(diǎn)法布置的巷道表面位移觀測(cè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)情況來看，冀家垴井底北車場(chǎng)自投入使用以來，巷道兩幫相對(duì)移近量約80mm，頂板下沉量約60mm，底鼓量約為100mm，且觀測(cè)頂錨索壓力表發(fā)現(xiàn)其讀數(shù)在近四個(gè)月時(shí)間里已經(jīng)趨于穩(wěn)定，巷道一切正常且滿足生產(chǎn)運(yùn)輸?shù)男枨蟆?/p>

5 總結(jié)

對(duì)冀家垴井底北車場(chǎng)巷道破壞原因進(jìn)行分析以及采用鋼管混凝土支架加強(qiáng)支護(hù)技術(shù)方案的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐效果來看，采用錨網(wǎng)噴配合鋼管混凝土支架進(jìn)行支護(hù)的方式，可以有效的對(duì)巷道進(jìn)行支護(hù)，提升了巷道整體的穩(wěn)定性，在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐中應(yīng)用效果良好。

參考文獻(xiàn)：

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