旧井巷道修复加固方案研究与应用

２００６年第４期　未媳晨斜技　６５　旧井巷道修复加固方案研究与应用　山东华宁矿业有限公司鑫安煤矿　吴文兵　泰　安　煤　炭　行　办摘要张振粱国新　鑫安煤矿通过对原东平县沙庄煤矿闭井淹水停用的一１４７水平大巷抽水恢复后，研究并实施了巷道修复加固方案，　该水平刷扩加固复用近两年来，满足了矿井安全生产要求，达到了安垒、经济、缩短建井时间的良好效果。　关键词　旧井巷道修复加固　研究　应用　鑫安煤矿于２００２年８月筹建，设计井型为０．４５Ｍｔ／ａ，为　有效减少建井投资，缩短建井时间，在通过对原东平县沙庄　煤矿闭井淹水停用的一１４７水平大巷排水清淤后，经巷道围　岩分析及修复加固方案可行性研究分析，认为原沙庄煤矿　一１４７７￣平大巷、绕道、泵房、变电所、水仓等近８００ｍ巷道硐　室经修复加固后满足服务５Ｏ年以上的要求。２００３年１１月　至２００４年５月，对该水平巷道实施了刷扩加固或加固施工，　投入使用两年来，满足了矿井安全生产要求。　１—１４７水平巷遒概况　１．１巷道布置情况　东平县沙庄煤矿始建于１９７６年１Ｏ月，１９８０年初投产，　１９８８年闭井，闭井后一１４７水平大巷一直处于淹水停用状态，　鑫安煤矿对一１４７水平排水通风清淤并简单维护后进行了实　测实量。沙庄煤矿一１４７水平布置有进出车绕道，一１４７水平　大巷、泵房、变电所、管子道、水仓等巷道工程。其中进出车　绕道为直墙半圆拱形混凝土碹料石砌墙支护，巷道净宽　３．２ｍ，净高３．８ｍ，一１４７水平大巷为梯形断面，水泥棚双棚支　护，巷道净宽２．４ｍ，净高２．６ｍ，泵房、变电所、管子道、水仓均　为素混凝土浇筑，壁厚３００ｒａｍ，泵房净宽４．８ｍ，净高４．６ｍ，变　电所净宽４．８ｍ，净高４．４ｍ，管子道净宽２．６ｍ，净高２．６ｍ，水　仓净宽２．４ｍ，净高２．４ｍ。　１．２地质状况　一１４７水平巷道布置在山西组３层煤顶底板，局部穿过３　层煤，３煤直接顶为粉细砂岩，层厚２—３．６ｍ，ｆ４，老顶为中细　砂岩，层厚５～８ｍ，ｔ５，３层煤厚约５ｍ，岔一３。３煤直接底为泥　质砂岩，层厚２．６—５．８ｍ，ｔ３—４，老底为中细砂岩，层厚５．６～　１２ｍ，岱。根据原东平县沙庄煤矿地质资料知该处巷道所处　围岩较松散，节理裂隙较发育，３煤顶底板均为弱含水层，掘　进过程中仅有个别地点有淋水现象，水量较小。　２巷道修复加固方案研究　２．１进出车侧及一１４７水平大巷修复方案　鑫安煤矿进出车侧巷道设计净宽３．６ｍ，净高３．６ｍ，　一１４７水平大巷设计净宽４．７ｍ，净高４．０ｍ。现有巷道断面及　支护方式无法满足矿井服务５０年以上的要求，结合巷道围　岩情况及巷道设计要求，确定该段巷道采用锚网索喷浆支　护，局部加支１４＃槽钢拱形栅或２５型Ｕ型拱棚，棚距１ｍ，锚　杆采用西１６×２１００ｒａｍ螺纹钢，两块ＺＫ２３５０树脂药卷端锚，钢　筋网采用　．５焊接，网格１５０×１５０ｍｍ，锚索采用西１５，２４×　６０００ｎｌｌ？ｌ，预应力钢绞线。锚索每排三根，正顶一根，两侧各一　根，间距１．５ｍ，排距２ｍ，喷射Ｃ１５混凝土，厚度１５０ｍｍ。　２．２泵房、变电所、管子道修复方案　泵房设计净宽４．４ｍ，净高４．４ｍ。变电所设计净宽４．２ｍ，　净高４．０ｍ，两硐室设计均要求无淋水渗水，管子道设计净宽　２．８ｍ，净高２．８ｍ，根据巷道围岩情况及巷道设计要求，确定　泵房及变电所采用锚网索喷浆支护，在硐室岔口加支２５型Ｕ　形拱棚．棚距１ｍ，锚杆采用西１６×２１００ｍｍ螺纹钢，四块　ＺＫ２３５０树脂药卷全长锚固，锚杆问排距７００×７００ｍｍ。锚筋网　采用　．５焊接，网格１５０×１５０ｍｍ，锚索采用西１５．２４×　６０００１／１１／１预应力钢绞线。锚索每排三根，正顶一根，两侧各一　根，间距１．５ｍ，排距２ｍ，喷射Ｃ１５混凝土，喷厚１５０ｍｍ，混凝　土配料中添加５％防渗剂。管子道采用锚网喷架棚支护，锚　杆采用西１６×２１００ｍｍ螺纹钢，两块Ｋ７＿２３５０树脂药卷端锚，钢　筋网采用　．５焊接，网格１５０×１５０ｍｍ，巷道架设２５型Ｕ型　拱棚，棚距１ｍ，喷射ｃ１５混凝土，喷厚１５０ｍｍ。　２．３水仓修复方案　一１４７水平内外水仓设计净宽２．２ｍ，净高２．２ｍ，经排水　清淤后内外水仓支护均完好，且该段巷道均处于３煤老底厚　层砂岩中，为满足５Ｏ年以上服务年限要求，确立该段巷道采　用锚网喷支护，锚杆采用西１６×２１００ｒａｍ螺纹钢，三块ＺＫ２３５０　树脂锚杆全长锚固，锚杆间排距８００×８００ｒａｍ，钢筋网采用　嘶．５焊接，网格１５０×１５０ｒａｍ，喷射Ｃ１５混凝土，喷厚１００ｍｍ。　３巷道修复加固施工技术要求　３．１施工顺序　进出车侧绕道及一１４７水平大巷铺设闭合临时轨道，进　出车侧及一１４７水平大巷修复加固。泵房、变电所、管子道修　复加固．水仓修复加固。　３．２进出车侧及一１４７水平大巷修复加固施工　由于进出车侧旧巷道高度满足永久巷道设计要求，施工　时采用原巷道中线不变，将旧巷道直墙及巷道肩窝部分按设　计要求外刷４０ｅｍ。刷扩时，采取支设临时木点柱法作护顶，　刷扩后及时喷射３—５ｅｍＣ１５混凝土封闭岩面，然后进行永久　设计支护，施工采用一刷一喷法进行劳动组织，一１４７水平大　巷原断面远小于设计断面。施工时采用绞接顶梁配单体摩擦　维普资讯 http://www.cqvip.com

６６　童瞧差舛技　２００６年第４期　深部第三系软岩巷道支护对策研究　充矿集团实业公司　刘　戎　山东泰安建筑工程集团有限公司　方婧韩天刚　摘要该文以柳海矿深部第三系软岩巷道井底车场的返修工程为依托，描述并分析了该矿的非线性大变形现象。根据现　场工程地质条件、岩石特性和破坏特点，提出采用预留刚隙柔层支护技术进行支护。取得了良好的支护效果。　关键词深部预留刚隙柔层支护软岩巷道耦合支护　（１）高复合应力。柳海矿埋深４９０多Ｉｎ，自重应力为ｌ０～　ｌ工程概况　１３ＭＰａ；经对顶板应力监测，顶部压力高达３３ＭＰａ，这表明巷　１．１柳海矿基本概况　道围岩存在着高复合应力。岩石强度低：岩块强度平均为　柳海矿位于黄县煤田中段之北缘，濒临渤海，属于第三　８ＭＰａ，岩体强度为１—２胁，围岩自承能力较差。高复合应　系软岩煤矿。地层倾角平缓，一般为５ｏ～８ｏ；水文地质条件　力、围岩强度低等特点是柳海矿井井巷围岩产生变形破坏的　较简单，构造比较复杂。主采煤层为煤，和煤：，均为变质程　重要因素。　度较高的褐煤。煤层结构复杂，厚度变化较大。煤　顶板为　（２）围岩泥质成分含量大、膨胀性强。井底车场围岩岩　性以含油泥岩、砂质泥岩、泥岩和油页岩为主，泥质含量均较　泥岩，向上过渡为含油泥岩，岩性均一，厚度变化不大；底板　大。其中，膨胀性及吸水性较强的蒙脱石矿物的相对含量为　岩性较为复杂，以粘土岩、碳质泥岩和粘土粉砂岩为主，厚度　８０％　９６％，平均为８６％；其混层比在６０％一７０％，平均为　均＞ｌｍ。井底车场巷道相交形成‘Ｙ’字型、正‘Ｔ’字型、斜‘Ｔ’　６５％，因此，巷道围岩易于吸水风化，水稳定性较差，有很强　字型、‘拐’字型等交岔点，副井马头门、泵房吸水井等附近在　的膨胀性，巷道开挖后，围岩易于吸水风化而使其强度迅速　空间上形成了立体交岔的硐室群。该矿采用的锚网喷、钢筋　混凝土预制件、６００ｍｍ厚钢筋混凝土、锚网喷＋　、锚网喷　下降。　（３）原支护形式不合理。对于柳海矿，巷道交岔点受到　＋　可缩性全封闭支护等支护形式相继失败，经过几次返　构造应力、自重应力、工程偏应力和物化膨胀应力等复合应　修，仍不能控制巷道交岔点破坏。如不能稳定控制巷道则直　力作用，而原有支架与支架间多数无拉杆连接；使支护体易　接影响到柳海矿井的进一步开拓和按时建成投产。甚至会造　于各个击破，无法发挥整体支护能力。　成矿井报废。　（４）支护体在强度、刚度以及结构变形上和围岩不耦合。　１．２变形破坏特征　软岩巷道的破坏机理同硬岩巷道明显不同。软岩巷道的破　柳海矿巷道围岩变形破坏情况异常严重，具有变形速度　坏主要是由于支护体力学特性与围岩力学特性出现不耦合　快，变形量大等特点，呈现出明显的非线性大变形的变形破　所造成的，并且首先从某一部位即关键部位开始，进而导致　坏现象，等候室巷道在开挖后无支护情况下，最大变形速度　整个支护系统的失稳。对于柳海矿，围岩存在着节理、构造　达到１５０ｍｍ／ｄ。井底车场曾经进行过ｕ钢支护、混凝土砌碹　应力、围岩介质的不均匀，使得作用在支护体上的荷载不均　等多种支护尝试。但不久就发生了严重的变形破坏。　匀，在强度上围岩和支护体不耦合；通过围岩岩样的强度实　１．３变形原因分析　点柱作临时支护，双排支设，每排１０颗点柱。刷扩时拆一架　将墙壁残留淤泥冲洗干净，向外向里进行锚网支护，经验收　刷一架，并及时对锚网索棚喷浆达到永久支护要求。　合格后，由里向外喷浆成巷。　３．３泵房、变电所、营子道修复加固施工　泵房、变电所的原巷道支护基本完好，巷道围岩处于３　４结语　煤层老底砂岩中，无明显淋水点，局部有渗水现象，净宽净高　鑫安煤矿一１４７水平大巷及相关硐室自２００４年５月刷　均符合永久设计要求，修复加固泵房、变电所时。先对原巷道　扩加固施工交付使用近两年来，满足了矿井运输、通风、设备　进行冲刷，然后进行锚网索，并在硐室岔口支设２５型Ｕ型　安装要求，实现了施工安全，有效减少建并投资，缩短建井时　棚。喷浆配料时严格按要求添加防渗剂。　间。早投产，早见效的预期目标，取得了较好安全经济效益。　管子道修复加固以旧巷道拱顶新设计巷道中线，挑顶刷　帮采用支设木点柱法作护顶，刷扩后喷射３～５ｅｍＣｌ５混凝土　作者简介吴文兵男，１９７１年出生，１９９４年毕业于山东矿　封闭岩面，然后根据设计要求进行永久支护。　业学院采矿系，工程师，现任山东华宁矿业有限公司鑫安煤　３．４水仓修复加固施工　矿副总工程师。　一１４７水平内外水仓施工时用清水冲刷墙壁，并用铁刷