邢东矿超千米埋深排水系统硐室群支护技术研究

张冠华

摘 要：邢东井田资源埋藏较深，采深由600米到接近1300米，深部采区排水系统水平标高-1135m～-1186m，随着矿井开采深度的增加，采区硐室群布置于超千米埋深大地压高应力环境中，使得大地压支护成为制约深部开采的瓶颈。为解决这一瓶颈问题，我们对该排水系统硐室群不同巷道选择了不同的高强度支护方式，很好的控制了巷道围岩变形，保证了硐室群的稳定及安全。

关键词：超千米埋深 大地压 支护 技术

中图分类号：TD353 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）03（c）-0012-01

邢东井田位于河北省邢台市东北约4km处，地面海拔高度在+55～+65 m之间。目前矿井二水平标高为-980 m，-980水平通过皮带下山、轨道下山两条斜井向下延伸至井田边界，邢东矿深部采区排水系统建于两条下山底部，矿井主采煤层2#煤下约10 m，最低标高-1186 m。受埋深大影響，该处巷道应力显现大，巷道变形严重，并且该排水系统位于矿井最深处，服务年限较长。

面对大断面、超千米埋深大地压，长服务年限等各种问题，巷道支护强度要求越来越高，针对这一问题，我们对该排水系统硐室群不同巷道选择了不同的支护技术，主动支护与被动支护相结合，对大断面的泵房进行了锚网支护+钢筋混凝土浇筑+壁后注浆支护方式，对水仓等进行了锚网支护+36U型钢+混凝土浇筑+壁后注浆支护方式，对沉淀池等进行了锚网支护+钢管混凝土支架+壁后注浆支护方式，很好的控制了巷道围岩变形，保证了硐室群的稳定及安全，为矿井深部开采排水系统巷道及硐室群支护提供了新的思路与参考。

1 深部采区硐室群支护技术研究

1.1 深部采区大断面泵房支护

（1）现场施工。

泵房硐室长6 5m，净宽5.3 m，净高5.2 m，潜水泵硐室长65 m，净宽2.8 m，净高6 m，施工时泵房采用分次掘进，先掘上半部后卧底到设计高度（宽×高=7.3×6.2 m），然后施工潜水泵硐室（宽×高=4.8×7 m），然后整体进行浇筑，最后进行壁后注浆。

（2）支护参数。

泵房及潜水泵硐室均采用全断面锚网支护，锚网支护后再进行浇注；锚杆采用φ22×3000 mm螺纹钢超强锚杆，间排距800×800 mm；采用φ21.8×8500 mm19股钢绞线锚索加强支护，交叉式布置，采用2.6m14号槽钢连锁，间排距1500×1600 mm。砼浇注厚度1000 mm，浇筑钢筋均用φ22mm建筑螺纹钢，混凝土强度等级为C30。

1.2 水仓支护

（1）现场施工。

内水仓长60 m，外水仓长120 m，巷道净宽3.6 m，净高3.2 m，施工时先掘出巷道所需直径为4.6米纯圆形断面，然后支设36U圆形支架支护，接头处用高强螺栓拧紧，两架之间用扁钢拉杆连住，然后将支架作为配筋浇筑C30混凝土，支架外留50 mm保护层，最后进行壁后注浆。

（2）支护参数。

水仓顶帮先采用锚网支护，锚网支护后支设36U型钢并进行浇注；锚杆采用φ22×3000 mm螺纹钢超强锚杆，间排距800×800 mm；采用φ21.8×8500 mm19股钢绞线锚索加强支护，交叉式布置，采用2.6 m14号槽钢连锁，间排距1600×1500 mm。砼浇注厚度500 mm，混凝土强度等级为C30。

1.3 沉淀池支护

（1）现场施工。

主沉淀池长65 m，巷道净宽4.1 m，施工时先掘出巷道所需直径为5.0 m纯圆形断面，然后支设钢管混凝土支架，支架与围岩间充填袋装碎矸石作为让压层，支护完成后进行喷浆，最后进行壁后注浆。

（2）支护参数。

沉淀池顶帮先采用锚网支护，锚网支护后支设钢管混凝土支架；锚杆采用φ22×3000 mm螺纹钢超强锚杆，间排距800×800 mm；采用φ21.8×8500 mm19股钢绞线锚索加强支护，交叉式布置，采用2.6 m14号槽钢连锁，间排距1600×1500 mm。钢管支架规格为?194×8 mm，纯圆形断面，钢管内灌注C40混凝土。

1.4 支护技术特点研究

（1）主动支护与被动支护相结合，首先锚网支护，然后支设刚性高强度支架或进行钢筋混凝土浇筑，在主动支护的基础上以高强度被动支护控制主动支护的围岩变形。

（2）硐室断面选择最优，因大断面泵房下需掘进潜水泵小井选择断面半圆拱形，水仓及沉淀池选择最优的圆形断面。

（3）钢管混凝土支架创新性设计及使用，保证了高支护力、最优结构性特点，让压层留设释放压力，使支护断面初期具有可缩性。

（4）地下工程围岩既是一种载荷，也是一种结构，锚杆支护和壁后注浆使围岩形成一个整体承载结构，使围岩由施载体系向承载体系特性转变。

2 效果分析

为掌握巷道支护效果，在泵房表面布置测站，采用“十”字法对巷道表面位移进行监测，监测结果显示，巷道变形在65d后趋于平缓，此时顶板累计下沉量为94 mm，两帮累计变形量为146 mm，底板底鼓量为79 mm。矿压监测结果表明，“锚网支护+混凝土浇筑+壁后注浆”的联合支护技术有效控制了围岩变形，支护效果显著。

3 结论

邢东矿-980深部采区排水系统埋深大，处于高应力环境中，地质构造复杂，围岩较为破碎，属高应力软岩范畴，深部采区排水系统三种联合支护方式既有主动支护，又有被动支护和支护完成后的壁后注浆，借助高强度支护使围岩进入塑性状态，达到最大塑性承载力，从而保证了硐室群围岩的稳定，为深部采空区下大断面硐室群围岩控制提供了理论依据和参考。

参考文献

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