主斜井巷道松软岩石泥化变形段处理方案研究

任　强

(鄂尔多斯昊华红庆梁矿业有限公司，内蒙古鄂尔多斯　014316)



主斜井巷道松软岩石泥化变形段处理方案研究

任强

(鄂尔多斯昊华红庆梁矿业有限公司，内蒙古鄂尔多斯014316)

摘要:根据红庆梁煤矿主斜井变形段的实际变形情况，提出了两种变形段处理方案，并介绍了两种加固方案的具体施工方法，通过现场监测，指出钢梁锚索加固+铺网架棚+喷浆加固方案支护效果较好，保证了施工安全。

关键词:主斜井，变形段，钢梁锚索，架棚支护

1　主斜井变形段变形情况

红庆梁煤矿位于内蒙古自治区鄂尔多斯市达拉特旗境内，行政区划隶属昭君镇管辖。井田在达拉特旗政府所在地的西南方向，相距约65 km，从属于塔然高勒矿区。矿井设计生产能力: 6．0 Mt/年;矿井移交生产时井巷工程总长度30 901 m，其中:煤巷:22 519 m，占总长度的72．9%;岩巷:8 382 m，占总长度的27．1%。万吨掘进率:51．5 m，总占地面积:162．97 km2，建井工期:42个月［1-3］。红庆梁矿主斜井341 m～360 m围岩变形段围岩破碎，岩性为中膨胀砂岩、含水量高，围岩遇水泥化、崩解严重，施工时，由于原有支护结构强度不足造成巷道变形，其中左帮变形严重。变形基本稳定后对圈岩收敛变形进行了监测。经现场监测，此段巷道12个月围岩顶板下沉变形最大值约为50．56 mm，底板起鼓变形最大值约为43．52 mm，左帮挤进变形18．84 mm，右帮挤出13．74 mm。从变形监测结果看，巷道变形基本稳定，目前是处理变形段的较好时期［3-5］，因此提出修复、加固此变形段措施，保证施工安全。主斜井变形段平面位置图见图1。

2　变形段处理方案

基于主斜井变形段围岩巷道变形收敛的实际情况，提出以下两种方案:1)钢梁锚索加固+铺网架棚+喷浆加固处理方案。首先，顺巷道方向在巷道顶部、两侧拱形部位打三排锚索挂槽钢将拱顶挑住，然后从上向下逐架拆除变形U型支架，将巷道找够规格后架设U型钢铺网喷浆，按拆一架架一架，不得大拆大卸，造成二次塌冒变形，见图2，图3。2)注浆+铺网架棚+喷浆加固处理方案。如果锚索打不进去无法实现钢梁铺网加固时采用先注浆加固变形段顶部，待达到强度后从上向下逐架拆除变形U型支架，将巷道找够规格后架设U型钢铺网喷浆，按拆一架架一架，不得大拆大卸，造成二次塌冒变形，见图3，图4。

图1　主斜井变形段平面位置图

3　施工方式

3．1方案一

钢梁锚索加固+铺网架棚+喷浆。

钢梁锚索加固:2014年5月从井口向迎头沿着巷道方向在原有钢架基础上增加钢梁锚索加固方案，即先在变形段按照钢梁上预留孔位置打眼，之后人工手托钢梁在预留孔处打锚索固定，最后在钢梁与顶板连接处用木刹固定牢靠。钢梁采用22号槽钢，槽钢长度为3 m均匀布置3个预留孔，打3根锚索，锚索规格为φ17．8× 7 300。

图2　横梁锚索断面图

图3　架棚断面图

图4　注浆管布置图

铺网架棚:2014年7月份从井口向迎头方向依次拆除已变形的U型支架，割掉拱、顶部外露锚索，拆除原有钢梁并铺网架棚，架棚前先使用风镐扩刷至设计断面，荒宽×荒高=5 600 mm× 4 350 mm，按拆一架刷一架架一架棚，不得大拆大卸，造成二次塌冒变形，保证架棚质量。架棚时采用前探梁作为临时支护，前探梁不得少于2根。U型棚采用25号U型钢加工，棚间距800 mm，施工时开始架设棚梁，最后架设棚腿，为保证25 U型棚牢固、稳定，在棚梁正顶处打2根护棚锚杆，在左右两帮棚腿向上1．2 m处各施工2根护腿锚杆钢筋网，采用6．5 mm的圆钢焊接，长×宽= 1 800×1 100 mm，网格为:100 mm，网片压茬不小于100 mm，并用14号铁丝绑扎牢固，绑扎间距不得超过300 mm［5-7］。

喷浆:喷射混凝土采用自拌混凝土，混凝土制作利用地面搅拌站集中搅拌，喷射混凝土强度为C25，严格按照设计配合比调配混凝土，喷射200 mm厚。

3．2方案二

注浆+铺网架棚+喷浆。

注浆:由迎头向井口方向，进行壁后及围岩注浆充填。对棚后注浆采用40 mm钢管一头车鱼鳞扣，另一端车100 mm长丝头连接注浆泵混合器。根据冒落高度及片帮厚度使用不同长度的注浆管对冒落部位进行注浆充填加固［7-10］。1)注浆孔口管及注浆锚杆参数。注浆孔口管采用φ40 mm国标无缝钢管加工，尾部车螺纹段100 mm，端部车鱼鳞扣，端部开花管状。注浆孔口管根据不同部位及片帮冒落厚度使用不同长度的注浆孔口管，其加工长度分别为1 000 mm，3 000 mm，5 000 mm。注浆管排距2 000 mm，每排5根(拱部1根，两肩窝各1根，底板以上1 m处1根)。2)注浆参数。a．采用单液水泥浆注浆，双液浆封孔，用P．O42．5普通硅酸盐水泥配制;水玻璃采用38 Be'。b．单液浆配比:采用三种配比:水∶水泥=0．8∶1，1∶0．8，1∶1;双液浆配比:水泥浆液与水玻璃浆液:1∶0．7～1∶1;水灰比:0．4～0．5。在注浆过程中，视具体情况，适当调整灰浆浓度，以提高注浆效果。c．注浆压力:棚后加固注浆终压不大于2 MPa。d．注浆结束标准:达到终压力值时继续注浆10 min～15 min停止。

铺网架棚:注浆结束后从井口向迎头方向依次拆除已变形的U型支架并铺网架棚(具体施工方法同方案一)。

喷浆:喷射混凝土采用自拌混凝土，混凝土制作利用地面搅拌站集中搅拌，喷射混凝土强度为C25，严格按照设计配合比调配混凝土，喷射150 mm厚。

4　结语

经现场监测，经方案一支护以后，此段巷道12个月围岩顶板下沉变形最大值约为5．71 mm，底板起鼓变形最大值约为4．54 mm，左帮挤进变形2．15 mm，右帮挤出1．56 mm。方案二支护以后，此段巷道12个月围岩顶板下沉变形最大值约为10．45 mm，底板起鼓变形最大值约为9．65 mm，左帮挤进变形9．89 mm，右帮挤出6．46 mm。两种方案分别在两个试验段进行实践，对支护结果进行了监测，数据表明方案一钢梁锚索加固+铺网架棚+喷浆加固处理方案支护结果较好，适合现有红庆梁矿主斜井围岩变形段围岩破碎情况，改进了因为原有支护结构强度不足造成巷道变形，对左帮变形起了较大的抑制作用，保证施工安全。

参考文献:

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［2］彭伟，李军，荆平，等．红庆梁矿主斜井锚—喷—网—U型钢联合支护研究［J］．山西建筑，2015，41(22):68-70．

［3］李军，李学彬，王磊．弱胶结软岩主斜井支护方案研究［J］．华北科技学院学报，2015(3):54-59．

［4］阚甲广，张农，李桂臣，等．泥化巷道底板控制技术研究［J］．采矿与安全工程学报，2012，28(3):356-360．

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［6］张农，李桂臣，许兴亮．顶板软弱夹层渗水泥化对巷道稳定性的影响［J］．中国矿业大学学报，2009(6):757-763．

［7］王磊．矿用救生舱爆炸高压条件下舱体结构及气密性研究［D］．北京:煤炭科学研究总院，2014．

［8］刘金库．软岩巷道支护方式的选择与应用［J］．科技致富向导，2012(10):230．

［9］王磊，范世平，龚建宇，等．矿井KJYF-96/8型救生舱抗爆有限元分析［J］．煤炭科学技术，2014(3):69-72．

［10］高瑞芳．泥化松软渗水顶板巷道施工工艺［J］．中国煤炭工业，2015(3):62-63．

On processing scheme of soft rock-siltized deformation section of major inclined shaft roadway

Ren Qiang
(Ordos Haohuahongqingliang Mining Co．，Ltd，Ordos 014316，China)

Abstract:According to actual deformation conditions of major inclined shaft deformation section of Hongqingliang coal mine，the paper puts forward two kinds of deformation processing schemes，and introduces their specific construction methods of two kinds of reinforcement schemes．Through in-situ monitoring，it points out that:the support effect of steel-beam anchor cable reinforcement+paving shed+casting reinforcement is better，which guarantees construction security．

Key words:major inclined shaft，deformation section，steel-beam anchor cable，shed supporting

作者简介:任强(1982-)，男，工程师

收稿日期:2015-10-23

文章编号:1009-6825(2016)01-0077-02

中图分类号:TD263

文献标识码:A