煤仓快速修复技术实例分析

姜喜林

（黑龙江龙煤矿业集团股份有限公司 鹤岗分公司，黑龙江 鹤岗154100）

随着安全高效矿井建设和机械化水平不断提高，采煤队组个数减少、单产提高，矿井逐步实现集约化生产，富力煤矿二水平五分段－450m综采工作面生产的煤炭、掘进工作面出煤进入－443m阶段煤仓，通过该煤仓在折二皮带井筒内的给煤机装入钢带机，进入运煤系统运至地面，－443m阶段煤仓对连续生产起着重要的缓冲作用。

1 煤仓概况

1.1 位置及作用

－443m阶段煤仓位于二水平五分段－443m皮带石门前部，为采区内11、18－2、21、22、27和29层煤开采及准备巷道的掘进煤提供存储空间。

1.2 地质概况及失修情况

该煤仓上口标高－443.368m，下口标高－494.392 m，深度为51m，直径Φ6.5m，容积为1425m3，原支护形式为混凝土碹，厚度400mm。由该仓上口每天进入的煤炭近万吨。该煤仓长期受煤流的冲击，在井壁出现两条垂直方向的沟，一条沟位于煤仓上口往下3～21m处，塌进深0～1.5m，宽0～1.8m，高18m，比较完整；另一条沟位于煤仓上口往下12～41m处，塌进深0～4.6m，宽0～4.1m，高29m，塌冒比较严重，两条沟之间相距6.5m，两条沟相向而对。仓壁开裂，由原来的均匀受力，变为局部集中受力，煤仓壁易失稳，且仍在继续恶化，仓帮坠仓砸坏下部给煤机，有造成综采工作面停产的危险。因此，修复加固－443m阶段煤仓成为当务之急。

2 修复方案的选择

2.1 方案比较

方案一：选用传统的配筋发碹，要经过绑扎主、副筋，支模浇灌混凝土发碹等工序，整套工序完成再加上养护时间，需要70天；方案二：选用锚网喷＋全长注浆锚索联合支护技术，预计需42天。通过方案对比，认为配筋发碹施工工期太长，因而采用锚网喷＋全长注浆锚索联合支护方案。

2.2 支护方法

锚网喷＋全长注浆锚索：采用锚杆长为2000mm的Φ20mm螺纹钢，锚杆间排距为600mm×600mm，采用树脂药卷端头锚固，单孔药卷为1卷。钢筋网规格为1000 mm×2000mm，眼孔为70mm×70mm，网间搭接为100 mm，并用铁线逢环必联，把钢筋网扭连成整体，全长注浆锚索间排距为1500mm×2000mm，全长注浆锚索钢铰线长度为6300mm，钢梁长度为800mm，钢绞线外露长度不大于300mm，单孔药卷为2卷，锚索初承力必须达到80 kN，喷浆厚度为100mm。

2.3 全长注浆锚索加固技术

全长注浆锚索是一种将现代注浆技术、柔性锚索和端锚有机地结合在一起的新型支护技术。它不仅具有普通锚索的吊、挤压加固、组合拱以及楔固等作用外，还具有以下主要支护作用：

（1）改善围岩性质，提高围岩承载能力。注浆后，浆液将松散破碎的围岩胶结成整体，提高了岩体内聚力、内摩擦角及弹性模量，从而提高了岩体强度，可实现利用围岩本身作为支护结构的一部分，且与原岩形成一个整体，使巷道保持稳定而不易破坏。

（2）高预应力锚索。全长注浆锚索具有高预应力的特点，索体采用高强度螺旋肋预应力钢丝编绞而成，特别适用于施加很高的预应力。岩体压力荷载通过锚索被传递到深部稳定的岩体，深部稳定的岩层自稳潜能得到充分发挥，可有效控制巷道变形。

（3）强化组合拱。利用全长注浆锚索注浆充填围岩裂隙，配合锚网喷支护，形成了多层有效组合拱，即喷网组合拱、锚杆压缩区组合拱及浆液扩散加固拱，从而扩大了支护结构的有效承载范围，大大提高了支护整体承载能力。

（4）技术关键：施工中，按锚索眼间排距画好眼位，打好每一个锚索孔，并用封孔器封好孔，达到最终注浆不露浆液的目的。注浆时，确保每根锚索都达到5.0～7.0MPa，使浆液充分注到岩体内部，形成一个完整的强化组合拱。

3 修复措施

1）修复煤仓前，必须要求相关的皮带负责人在下仓期间严禁开动皮带机。

2）皮带停机后立即对煤仓上口周围脏杂物清理干净，保证仓口不得有闲置物料，其它物料必须置于仓口以外不小于10m的安全宽敞地点码放整齐，备齐修复煤仓所用支护材料。

3）在煤仓上方11＃工字钢天轮架上固定天轮，人员上下煤仓用20t回柱绞车牵引，牵引钢丝绳为Φ21.5mm；钢丝绳固定10t旋转钩头。钩头上吊挂1m3的吊桶，吊桶上方固定Φ1200mm桶伞，以防止仓壁落矸伤人，吊桶用于工作人员上下煤仓。

4）施工人员必须从仓口到仓底，自上而下施工，施工时煤仓放满煤，下口给煤机安排专人看管。

5）由于煤仓内有煤，施工期间必须安设局部通风机进行通风，以提供新鲜风，供施工人员的正常呼吸。

6）工作人员在煤仓内站在煤上施工时，必须系上安全带，安全带的安全长度为施工点到煤仓上口固定点的有效范围。

4 技术经济效果分析

1）锚网喷＋全长注浆锚索支护技术能获得较高的支护强度和围岩加固作用，能主动支护仓体，当仓体破碎裂隙发育时，其浆液能充填裂隙起到固结仓壁作用，集悬吊、挤压加固、固结仓体于一体，尤其能解决破碎松软围岩，特大断面以及大跨度硐室巷道支护难题。

2）经济效益对比：每米煤仓加固锚网喷＋全长注浆锚索支护材料费用4562.2元，每米煤仓配筋发碹加强支护的材料费8232.1元，两者相比，每米节约支护材料费3669.9元，大约节约支护材料费16万余元。

5 结语

该工程于2012年6月5日开始施工，7月17日顺利完工，经过1年的使用，取得了良好的修复效果。实践证明采用锚网喷＋全长注浆锚索加强破碎围岩具有如下优点：

1）适合大跨度硐室、断层破碎带的有效加固，为复杂困难条件下巷道维修提供了一条新的有效途径；

2）注浆本身对已出现松动的围岩还具有明显的胶结加固作用，加固效果突出；

3）施工方法简单、快速、提高了安全可靠程度。

〔1〕谢子良.高预应力强力支护系统在王坡煤矿的应用〔J〕.煤矿开采，2010.

〔2〕康红普，王金华.煤巷锚杆支护理论与成套技术〔M〕.北京：煤炭工业出版社，2007.

〔3〕何满潮.中国煤矿锚杆支护理论与实践〔M〕.徐州：中国矿业大学出版社，2004.