【摘 要】安徽恒源煤電股份有限公司祁東煤礦地質(zhì)條件復(fù)雜，各類巷道的維護(hù)問題突出，巷道工程質(zhì)量已嚴(yán)重制約現(xiàn)代綜合機(jī)械化開采水平的正常發(fā)揮。巷道的難維護(hù)問題主要表現(xiàn)在巷道持續(xù)變形，屢修屢壞，尤其底臌嚴(yán)重，影響開采、運(yùn)輸、通風(fēng)等主要生產(chǎn)環(huán)節(jié)。針對巷道支護(hù)中的底臌問題，通過實(shí)地考察、技術(shù)論證，在頂幫錨桿、錨索加注漿的基礎(chǔ)上對底板進(jìn)行組合錨注加固。通過巷道試驗(yàn)及支護(hù)效果監(jiān)測，變形量控制在100mm以內(nèi)，取得了良好的經(jīng)濟(jì)、技術(shù)效果。

　　【關(guān)鍵詞】工程師發(fā)表論文,高應(yīng)力,軟巖巷道,底臌治理,底板錨注

　　1 工程概況

　　祁東煤礦-500m運(yùn)輸石門，位于礦井西翼，巷道標(biāo)高-504m，巷道設(shè)計(jì)長度1500米。巷道采用錨網(wǎng)噴索支護(hù)，跟中腰線施工，凈寬×凈高=3.6×2.8(m)，斷面面積8.7m2。頂?shù)装逡陨罨疑�、含植物化石的泥巖及灰色、塊狀、水平層理的粉砂巖為主，部分地段為節(jié)理性發(fā)育的細(xì)砂巖，地質(zhì)條件復(fù)雜、構(gòu)造較多，表現(xiàn)出極強(qiáng)的松、散、軟、弱的特性，強(qiáng)度較低，遇水具有明顯的軟化、泥化和強(qiáng)膨脹現(xiàn)象。原支護(hù)方案為：頂板完整情況下，采用錨網(wǎng)噴索支護(hù)，半圓拱斷面，幫頂錨桿均采用Φ20mm，長2.4m的左旋無縱筋等強(qiáng)螺紋鋼樹脂錨桿，間排距為700mm×700mm;頂板破碎情況下，錨網(wǎng)噴支護(hù)不能滿足現(xiàn)場要求時(shí)，采用U29型棚支護(hù)，棚距700mm。實(shí)施該支護(hù)方案以來，局部構(gòu)造帶巷道變形較大，底鼓量達(dá)到950 mm，兩幫移近量達(dá)到800 mm。經(jīng)反復(fù)刷幫、臥底修護(hù)，巷道仍不斷產(chǎn)生新的漲幫、底臌，嚴(yán)重影響了礦井西翼的煤炭運(yùn)輸。

　　2 底板破壞原因分析及對策

　　-500運(yùn)輸石門屬高應(yīng)力軟巖巷道的范疇，其所處巖層的巖性為泥巖，泥巖遇水膨脹并發(fā)生泥化，地應(yīng)力明顯。巷道開挖后，破壞了原巖的應(yīng)力平衡狀態(tài)，周圍巖體由三向受力變?yōu)槎�向受力，在�?yīng)力的作用下，圍巖向巷道空間收斂變形，并首先在支撐能力小的底板被突破發(fā)生位移，產(chǎn)生底臌。

　　通過對巷道破壞尤其底臌的主要原因分析研究，只有對癥下藥，才能藥到病除。底板必須與頂幫形成一樣的支護(hù)強(qiáng)度，才能使巷道斷面受力均勻，但由于其空間位置所限，一般措施不可能達(dá)到頂幫一樣的支護(hù)密度和強(qiáng)度，為此我們采用約1.8m×2m間排距的高強(qiáng)度組合錨索(一般深度十幾米)緊固住類似頂幫噴層的鋪在底板上的梁網(wǎng)砼體，并在梁網(wǎng)砼體下注漿加固，恢復(fù)底板下部巖石的強(qiáng)度，將這一方法稱之為組合錨注加固技術(shù)，與頂幫支護(hù)形成有機(jī)的整體，使巷道整個(gè)斷面受力均勻，保持巷道的穩(wěn)定。

　　3 現(xiàn)場工業(yè)性實(shí)驗(yàn)

　　3.1 錨注加固內(nèi)容

　　(1)頂幫采用錨、網(wǎng)、噴、注，個(gè)別變形嚴(yán)重段采用U型棚并噴漿、注漿加固。注漿加固深度不小于6m。

　　(2)底板組合錨索注漿加固。

　　因底板經(jīng)過多次臥底比較松軟破碎，直接打孔成孔困難，先對底板進(jìn)行淺孔預(yù)注漿，為打錨索孔和深孔注漿承壓創(chuàng)造條件。首先對底板淺部6m松動(dòng)圈進(jìn)行雙液預(yù)注漿;之后施工組合錨索孔，安裝組合錨索，下注漿管、封孔;利用錨索孔對底板深部進(jìn)行雙液注漿;將巷道底板臥至設(shè)計(jì)深度以下400mm，并依次鋪鋼筋網(wǎng)、鋪底梁、上大、小托盤、索具張拉錨索;巷道底板澆砼至設(shè)計(jì)標(biāo)高;待澆砼凝固后再對底板打6m淺孔進(jìn)行二次注漿。

　　3.2 底板錨注施工

　　3.2.1 主要施工設(shè)備及材料

　　設(shè)備為QZJ-25架柱式氣動(dòng)鉆機(jī)、QZB-15/40氣動(dòng)雙液注漿泵、水泥攪拌機(jī)等及水泥、水玻璃注漿材料。

　　3.2.2 施工順序

　　前期準(zhǔn)備→底板淺部預(yù)注漿孔打眼及注漿 →組合錨索孔打眼→下組合錨索、端錨、封孔→組合錨索孔注漿→清底鋪網(wǎng)、上底梁、上托盤、張拉→澆砼→砼下打眼注漿→結(jié)束。

　　3.2.3 底板預(yù)注漿孔及組合錨索布置參數(shù)

　　3.2.3.1 淺部預(yù)注漿孔參數(shù)

　　采用五花布置垂直孔，排距2.0m，每排3個(gè)孔，孔深為6m。

　　3.2.3.2 組合錨索布置參數(shù)

　　采用五花布置，組合錨索排距2.0m，巷道中心一組，兩側(cè)錨索間距1.8m。錨索孔參數(shù)：孔徑Φ90mm，孔深為12.5m，中間孔為垂直孔，兩邊孔外擺15°。

　　見組合錨注布置示意圖(圖1)。

　　3.2.4 底板預(yù)注漿孔及組合錨索布置參數(shù)

　　3.2.4.1 前期準(zhǔn)備

　　(1)將施工范圍內(nèi)的幫頂按有關(guān)要求檢查并維護(hù)，達(dá)到安全作業(yè)標(biāo)準(zhǔn);

　　(2)清理施工區(qū)域內(nèi)的各種無用設(shè)施和設(shè)備，平整底板，底板不得有積水，如有則排干或填平;

　　(3)將壓風(fēng)(壓力不低于0.6 MPa，風(fēng)量不低于 20 m3/min)、水(壓力不低于0.4MPa，有效流量不低于15m3/h)接至施工作業(yè)現(xiàn)場，間隔30m留一個(gè)壓風(fēng)(φ1.2寸球閥)、水(φ10球閥)接頭。

　　3.2.4.2 底板組合錨索施工

　　(1)組合錨索規(guī)格形式

　　組合錨索選用3根直徑為Φ17.8mm、長度為12.5m的鋼絞線作為一束大錨索，頭部3m段編制成串珠狀，以利固結(jié)增強(qiáng)錨索拉力，間隔1m固定支架和卡箍，使錨索均勻支撐。每組錨索配用400×400×16mm和200×200×12mm鋼托盤各一塊，三孔索具1個(gè)。

　　(2)打錨索孔

　　用QZJ-25架柱式氣動(dòng)鉆機(jī)配φ90mm鉆頭打到設(shè)計(jì)深度12.5m或稍深些。

　　(3)將按規(guī)格要求編制好的組合錨索推送入孔，直至孔底。如底板出水，采用全孔段注漿。

　　(4)用水泥編織袋堵塞錨索孔口，以防掉入雜物。

　　(5)取出塞孔水泥編織袋，下注漿管，用適量棉絲或水泥袋纏繞在錨索上，用鉆桿將其推至距孔口2.5m深處，向孔內(nèi)塞入水泥水玻璃塑膠泥并搗實(shí)進(jìn)行封孔。

　　(6)通過預(yù)埋的深部注漿管對錨索孔深部進(jìn)行注漿，注漿壓力4～5MPa。

　　(7) 7天后鋪設(shè)底網(wǎng)、工字鋼底梁，安裝托盤，索具進(jìn)行張拉，要求單根拉力120KN。金屬網(wǎng)采用Ф6.5圓鋼焊制，網(wǎng)格規(guī)格為：100×100mm，網(wǎng)片規(guī)格：1000×1000mm(長×寬)，金屬網(wǎng)間沿邊交叉不小于100mm，并用10號鉛絲捆扎。