全長錨注支護(hù)在復(fù)雜地質(zhì)條件下的實(shí)踐與應(yīng)用

季永寬

【摘要】目前淮南礦區(qū)大多數(shù)礦井的開采深度已達(dá)到-600～-800m，有的礦井正在向-900～-1000m深度延伸，深部高應(yīng)力條件下的各種軟巖巷道、復(fù)雜應(yīng)力環(huán)境巷道支護(hù)工程日益增多，并向常態(tài)化發(fā)展。 加之生產(chǎn)集中化、綜合機(jī)械化程度快速增加所要求的巷道斷面增大，造成了淮南礦區(qū)深部及復(fù)雜應(yīng)力環(huán)境下的巷道礦壓顯現(xiàn)強(qiáng)烈。本文通過對全長錨注支護(hù)在復(fù)雜地址條件下的應(yīng)用實(shí)例，探討一下如何在深部井中做好巷道支護(hù)工作。

【關(guān)鍵詞】全長錨注支護(hù);復(fù)雜地質(zhì);深部井

1項(xiàng)目立項(xiàng)的必要性

我單位施工的1452（1）軌順底抽巷，撥門施工200-350m之間，巷道的地質(zhì)條件復(fù)雜，巷道壓力大。主要表現(xiàn)在：1、頂板下沉嚴(yán)重;2、底鼓量大;3、幫部位移明顯擠壓風(fēng)筒及風(fēng)水管路;4、巷道淋水，斷錨多。嚴(yán)重影響巷道通風(fēng)、行人及進(jìn)料出貨，并且安全風(fēng)險(xiǎn)較大，頂板有垮落的可能進(jìn)而造成重大安全事故，臥底、刷幫、補(bǔ)錨等方法治標(biāo)不治本，反復(fù)的臥底、刷幫施工工藝復(fù)雜，難度大且對巷道支護(hù)不利，嚴(yán)重影響巖巷單進(jìn)并費(fèi)時(shí)費(fèi)力效果不佳。

針對以上情況，我們必須對該施工段的頂板及兩幫進(jìn)行加固處理。首先必須減少巷道頂板下沉，我們對該施工段進(jìn)行注加固型化學(xué)材料，每隔3-5m施工一個(gè)注漿孔，由東華歐科派遣人員進(jìn)行頂板注漿加固，短時(shí)間內(nèi)減少頂板下沉確保施工安全。施工巷中木點(diǎn)柱、加裝頂板離層儀及幫頂位移監(jiān)測站等對巷道情況進(jìn)行觀測。通過觀測注化學(xué)漿后頂板下沉得到有效控制，但兩幫位移及底鼓并沒有明顯改善，問題仍沒有得到有效解決，仍需要臥底、刷幫等工作以保障巷道斷面。

2項(xiàng)目研究的可行性

通過研究分析，我們需要對巷道的頂板、兩幫及底板進(jìn)行加固處理才能有效控制巷道變形。通過頂板及幫部窺視孔顯示，頂板3-4m范圍及幫部2m范圍內(nèi)，裂隙發(fā)育較多，造成普通的錨桿、錨索支護(hù)效果較差，難以發(fā)揮錨網(wǎng)主動(dòng)支護(hù)的優(yōu)勢。這種情況下，全長錨注支護(hù)方案提了出來。通過前期的調(diào)研、分析最終確立了施工方案：

2.1補(bǔ)打工字鋼組合錨索束加固頂板

每隔6排（5.4m）在巷中布置一組工字鋼組合錨索束，錨索束由長1m礦工鋼（11#）、2根Φ22×8300mm常規(guī)錨索及1根Φ22×8300mm注漿錨索組成（見圖1），加固時(shí)先施工2根常規(guī)錨索，注漿錨索滯后補(bǔ)打。

2.2頂幫中空注漿錨桿支護(hù)

（1）頂板每隔3排（2.7m）布置3根中空注漿錨桿，相鄰中空錨桿間距1.2～1.5m，頂板中空錨桿規(guī)格：靠兩幫Φ24×2500mm，中間一根Φ24×4000mm（見圖2）。

（2）幫部按每3排（2.7m）施工一排，每排兩根（規(guī)格：Φ24×2500mm），分別布置在頂板向下1m位置和底板向上1m位置，靠近頂板的注漿錨桿與頂板成15°（向上）施工，靠近底板的注漿錨桿與底板成15°（向下）施工（見圖3）。

（3）中空錨桿孔徑：Φ32mm，每孔放置1卷Z2360樹脂錨固劑，中空錨桿預(yù)緊力矩不小于180Nm，頂板與幫部注漿錨桿交錯(cuò)布置。

2.3噴漿

為了防止“一注”中空錨桿注漿時(shí)漏漿，注漿前必須對頂幫進(jìn)行噴漿，噴漿材料選用東華歐科生產(chǎn)的礦用無機(jī)速凝噴射復(fù)合砂漿，頂板平整段噴層厚50mm，頂板及幫部不平整段噴層可適當(dāng)加厚。

2.4中空錨桿注漿

中空錨桿注漿材料為東華歐科生產(chǎn)的久米納礦用無機(jī)充填加固材料，水灰比0.28～0.5，初期使用時(shí)水灰比取上限，熟練后水灰比取下限，攪拌時(shí)間不低于10min，Φ24×2500mm錨桿注漿壓力：5～6MPa，Φ24×4000mm錨桿注漿壓力：6～8MPa注漿穩(wěn)壓時(shí)間3～5分鐘，“一注”中空錨桿在巷道噴漿后進(jìn)行。

2.5在錨索束預(yù)留孔內(nèi)補(bǔ)打中空注漿錨索

每隔6排（5.4m）將巷中工字鋼組合錨索束預(yù)留孔內(nèi)補(bǔ)打完畢，并進(jìn)行注漿，注漿壓力：8～10MPa，，中空注漿錨索注漿應(yīng)有安全防護(hù)措施。

2.6方案解析

通過補(bǔ)打工字鋼組合錨索束加固頂板時(shí)為了防止頂板垮落及深層注漿加固;Φ24×4000mm中空注漿錨桿使中層加固;Φ24×2500mm中空注漿錨桿使淺層加固;這樣就形成淺、中、深全面加固。噴漿時(shí)為了防止中空錨桿注漿時(shí)漏漿。

3項(xiàng)目研究目標(biāo)及主要任務(wù)

3.1減小巷道巷修量，確保行人通風(fēng)安全。

3.2優(yōu)化方案，節(jié)約材料成本。

4項(xiàng)目實(shí)施年限、經(jīng)費(fèi)概算

2019年1月10日-2019年2月10日對巷道圍巖不穩(wěn)定地段采用全長錨注支護(hù)，期間加固巷道150m，材料消耗如下：

（1）礦用無機(jī)速凝噴射復(fù)合砂漿360噸;（2）久米納礦用無機(jī)加固復(fù)合砂漿320噸;（3）11#礦工鋼（1m）28根;（4）礦用錨索（Φ22×8300mm）56根;（5）中空注漿礦用錨索58根;（6）中空注漿錨桿（Φ22×2500mm）335根;（7）中空注漿錨桿（Φ22×4000mm）56根。

5項(xiàng)目完成后預(yù)期成果

在巷道圍巖不穩(wěn)定地段采用全長錨注支護(hù)后，巷道壓力顯現(xiàn)明顯變小甚至消失，沒有出現(xiàn)漿皮開裂及斷錨現(xiàn)象。通過礦壓十字布點(diǎn)觀測，數(shù)據(jù)顯示加固后巷道幫頂位移量很小，達(dá)到了施工目的。礦壓觀測數(shù)據(jù)后附。

參考文獻(xiàn)

[1]王慶牛，楊張杰，王威.預(yù)應(yīng)力錨注技術(shù)在深井高應(yīng)力巷道修復(fù)中的應(yīng)用[J].煤炭工程，2018，50（3）：47.

[2]王威，楊張杰，王福海，等.全長錨固技術(shù)在深井軟巖巷道中的應(yīng)用[J].煤炭工程，2016，48（2）：50-52.