大斷層構造強烈影響區主體下山二次支護及深淺孔注漿加固技術研究

發表時間︰2019/9/2   來源︰《防護工程》2019年11期   作者︰周易龍
[導讀] 東翼集中進風下山由于巷道壓力顯現明顯,巷道圍岩變形劇烈,嚴重影響巷道在服務期內的正常使用。

淮北青東煤業有限公司  安徽  淮北  235143
        摘要︰東翼集中進風下山由于巷道壓力顯現明顯,巷道圍岩變形劇烈,嚴重影響巷道在服務期內的正常使用。針對斷層構造帶圍岩壓力大、礦壓顯現強烈的特點,通過實施高強穩定型錨網+深淺孔注漿支護,提高巷道圍岩體的完整性及強度,達到支護—圍岩共同承載的目的,從而有效控制此類巷道圍岩的強烈變形。
        關鍵詞︰大斷層;地壓大;圍岩變形;深淺孔;注漿加固
       
        前言
        五、七采區位于礦井東南部,采區範圍東至BF3斷層(原大劉家斷層)與海孜煤礦相鄰,西至BF64斷層(原FS7斷層)與三采區相鄰;淺部至風氧化帶,深部以-900m等高線為界;東西寬1250∼2200m,南北長2200∼3600m,面積約6.6km2。
        回采巷道的開掘、工作面的回采會帶來二次擾動,引起上覆岩層運動、煤體應力重新分布和彈性能的釋放,給巷道的掘進和維護帶來困難。[1]東翼集中進風下山位于8煤底板岩層中,最遠距離8煤底板約30m,巷道圍岩岩性為泥岩,部分巷道岩性為粉砂岩和細砂岩。巷道圍岩岩性強度較低,節理裂隙發育,水平層理突出,滑面發育。再加上臨近BF2大斷層構造,巷道圍岩穩定性降低,對支護的要求較高,不利于巷道的掘進和支護。
        1 東翼集中進風下山支護現狀
        1.1 一次支護
        東翼集中進風下山支護形式為錨網索噴支護。錨桿規格Φ22L2400mm,間排距700×700mm,每根錨桿采用2支Z2550型樹脂錨固劑,每排15根錨桿,錨桿外露長度10∼50mm。全斷面鋪設鋼筋網,鋼筋網采用Φ6mm圓鋼加工,網孔120×120mm,鋼筋網采用自連式連接,搭接長度不小于100mm, 噴漿厚度100mm,噴射 強度C20。錨索規格為Φ17.8L6300mm,從正頂布置,每排3根錨索,間排距1500×3000mm,每根錨索采用3支Z2550型樹脂錨固劑,錨索托盤規格400×400×10mm,外露長度150∼250mm。
        1.2 二次支護
        東翼集中進風下山二次支護采用錨帶網噴注支護方式。起拱線向上布置6根錨桿,錨桿規格Φ22L2800mm,間排距700×700mm,每根錨桿采用2支Z2550型樹脂錨固劑,錨桿外露長度10∼50mm。支護範圍內鋪設鋼筋網,鋼筋網采用Φ6mm圓鋼加工,網孔120×120mm,鋼筋網采用掛鉤式連接,搭接長度不小于100mm。鋼帶規格為GDM180×4000/4mm,鋼帶排距700mm;每個鋼帶孔內打設錨桿,最後噴漿成巷,噴漿厚度50mm,噴射 強度C20。注漿錨桿規格Φ22L2400mm,中頂1根,按間排距1500×2000mm分中布置,每排5根。
        1.3 巷道變形情況
        現場調查可知,東翼集中進風下山都有不同程度的變形破壞。由于一次支護後巷道壓力顯現明顯,特別是巷道變平點附近,巷道圍岩變形劇烈,為巷道嚴重變形段,嚴重影響巷道在服務期內的正常使用。因此,選擇東翼集中下山下段,進行擴修和加強支護。
         
           圖2-1  二次支護設計斷面圖A                                           圖2-2  二次支護設計斷面圖B
        2 東翼集中進風下山下段修復支護方案
        2.1 高強穩定型錨網支護方案
        作為五、七采區煤炭開采的主要進風和行人通道,在其服務期內必須 保證不能有明顯變形。基于高強穩定型支護技術思路,對受大斷層構造強烈影響的東翼集中進風下山提出高強穩定型錨網注支護方案,對該破壞段先後實施一次錨網基本支護和二次深淺孔注漿支護。變形段刷擴至設計斷面後立即進行一次錨網噴支護,同時加強現場監測工作,隨後進行二次支護淺孔錨桿注漿,然後進行深孔錨索注漿支護。具體的支護方案如下︰
        2.1.1 一次錨網噴支護方案
        一次錨網支護參數︰頂幫采用Φ22L2400mm高強螺紋鋼錨桿,錨桿從正頂開始沿巷道中心線對稱布置,錨桿間排距700×700mm,每孔均采用2支Z2550中速樹脂藥卷,預緊力不小于300N?m,錨固力不小于80KN,錨桿外露長度10∼50mm,托盤規格為200×200×10mm鼓形托盤,錨桿下扎15°,輔助控制底鼓,每排錨桿之間用鋼筋梯子梁連成排。
        噴射混凝土等級為C20,噴漿厚度以蓋住鋼筋網為準。鋼筋網規格1800×1000mm、3000×1000mm(頂部使用),網與網之間采用自連式連接方式,網格120×120mm。
        2.1.2 二次錨注支護方案
        二次錨網支護分兩種支護斷面︰斷面A、斷面B和斷面C,兩個斷面交替布置,排距為700mm。
        斷面A支護參數︰注漿錨桿和錨索沿巷道中心線對稱布置,斷面內交替布置,頂幫采用Φ22L2400mm注漿錨桿,注漿錨索規格Φ22L7000mm,拱部布置5根錨索,兩幫各布置1根錨索,每根錨索采用3支Z2550型樹脂錨固劑。具體支護參數見圖2-1。
        斷面B支護參數︰注漿錨桿和錨索沿巷道中心線對稱布置,斷面內交替布置,頂幫采用Φ22L2400mm注漿錨桿,注漿錨索規格Φ22L7000mm,拱部布置4根錨索,兩幫各布置2根錨索,每根錨索采用3支Z2550型樹脂錨固劑。具體支護參數見圖2-2。
        斷面C支護參數︰底板錨桿沿巷道中線對稱布置,采用Φ22L2400mm注漿錨桿,間排距700×700mm,錨桿施工後施工300mm厚地坪。
        3 結論
        (1)東翼集中進風下山采取二次支護及深淺孔注漿後,顯著提高了巷道圍岩強度,形成了承載結構,降低了圍岩變形的程度,保證了巷道的安全使用,取得了良好的工程實踐效果。
        (2)二次支護及深淺孔注漿技術的關鍵性參數是注漿和二次支護的時機要與一次支護巷道讓壓在時間和空間上的耦合,注漿壓力、注漿擴散半徑、單孔吃漿量是相互影響的,沒有固定的取值,要根據圍岩的破碎情況靈活而定,選擇合適的參數和時機。
        參考文獻
        [1]李佃平等,邊角煤回收的沖擊礦壓分析及防治.煤礦安全,2011.42(11):第140-143頁.
        作者簡介
        周易龍(1992—),男,畢業于安徽理工大學采礦工程專業,學士學位,助理工程師,現在青東煤業公司技術科從事采掘設計工作。
       

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