高强度复合支护技术在矿井中推广应用

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1、高强度复合支护技术在矿井中推广应用摘要：分析研究中马村矿27采区的27轨道下山，29、39采区的29轨道下山、39轨道下山，受采动影响及变形严重的原因，提出了采用复合支护方案，采用锚网（索）喷与架环形U36型钢棚以及壁后注浆复合支护形式。一次支护采用锚网（索）喷支护，待围岩基本稳定后再进行架环形U36型钢棚，最后进行壁后注浆和浇筑混凝土。该支护形式能有效控制松动圈的扩大，增强了巷道围岩的稳定性。掘进或者扩修后巷道收敛变形得到了有效控制，支护效果良好。关键词：岩巷扩修复合支护技术推广应用1概况中马村矿兴建于1955

2、年，矿井为单（东）翼开采，东大巷全长近6300m,运输大巷位于-160m水平，担负全矿井的运煤、运料、运人等，同时兼负一水平排水。矿井主要进回风巷道及采区上下山布置在岩层中，岩性主要为砂岩、粉砂岩。矿井运输大巷、回风巷、采区上下山、采区区段运输巷道主要以砌令、料石、锚网、工钢等支护，原支护形式单一，强度低，受矿压和采动影响，巷道失修变形严重。27、39采区开采强度大，受矿压和采动影响，27轨道下山、29轨道下山、39轨道下山巷道压力大，且出现了大幅度的变形，对安全生产造成了重大的威胁。原来这几条巷道都是锚网喷支护

3、，支护形式单一，强度低，前期也进行了修理，支护形式仍为锚网喷支护，扩修后被压坏的情况屡有发生，甚至形成了恶性循环。因此施工单位决定采用该复合支护技术来扭转这一被动的状况。2复合支护技术理论及技术关键喷射混凝土与棚架联合形成可兼作止浆层的钢构混凝土衬砌，巷道表面和锚杆托盘之间的受力状态及密贴性可通过钢构混凝土衬砌得到改善。注浆能够使围岩固结，修复损伤；预应力锚杆、锚索和全断面注浆补强加固起永久支护的作用，这样能从根本上控制巷道围岩的稳定性；预应力锚杆、锚索支护能使围岩的应力状态有好的改善，同时增强围岩的作用；底角注

4、浆和两帮下部的帮脚锚杆共同作用，以阻止底角剪应力集中区的剪切滑移，同时能加固剪应力集中区的岩，通过底角注浆使剪应力集中区破裂损伤的围岩得以固结修复；环形U型钢起到抵抗底板中央区拉伸破坏的作用；底板浇筑混凝土使鹿板中央拉伸破坏区破裂损伤的围岩得以结修复，共同作用控制底鼓变形。受矿压和采动影响，加上这三条巷道原来均为锚网喷支护，结合巷道修复与掘进过程不同的支护环境，所采用的修复支护原则为：锚网（索）+浮喷、架环形U型钢棚、壁厚注浆这三者结合复合支护技术。前期支护未将锚网和底板支护措施落实，针对这一现状，巷修过程重点在

5、底板支护和帮顶高强预应力锚杆扩大围岩承载圈，以及深孔补注等永久性支护措施上。3复合支护技术及分析（以39轨道下山为例）3.1复合支护设计方案3.1.1首先采用锚网（索）喷支护一次性支护，预留变形量150-200mm,然后架环形U36型钢，底拱部分采用浇筑混凝土进行加固，底板以上要用矸石进行充填，待充填好后进行喷浆封闭，最后全断面进行注浆加3.1.2支护技术参数及要求①锚网（索）喷支护。锚杆采用高强度阻尼锚杆，规格020X2400mm,全断面布置15根锚杆，顶部每排打7根，两帮各打4根，每根锚杆使用2卷中速锚固剂（

6、MZ2850）;锚杆间排距800X800mm，误差为±100mm；锚孔深度为2350腿，误差为0-+50mm;锚杆安装牢固，托盘紧贴岩壁，锚杆扭矩不小于200N•m；锚杆锚固力不小于170kN；锚杆角度＞75°（与设计角偏差±3°）;锚杆外露长度露出螺母20-50mm；巷道每排共布置7根锚索，顶部三根锚索规格为018.9mmX7300mm,帮部各两根锚索规格为①18.9mmX4300mm,每根锚索使用3根中速锚固剂（MZ2350）;托盘由里向外依次为长300mm的16#槽钢、木垫板、钢垫板，钢垫板规格200X10

7、0X16mm,木垫板规格200X100X50mmo②架棚支护。每架U36型钢支架由4节组成，每节之间搭接长度500mm，误差0_30mm;每节搭接部位间隙不得超过10mm；支架搭接段用3个标准双槽卡缆固定，并用钢板连接，棚腿两侧腰线部位及底拱中心部位分别用一个标准单槽卡缆固定，并用钢板连接，螺栓要用风动扳手固定牢靠，螺栓规格为O32mm，扭矩力不小于200N.m;U钢支架允许最大收缩量为2⑻mm;棚距（中一中）550mm，误差±50mm,棚向要正，前倾后仰误差为±0.5度，支架扭矩不大于80mm。①喷射混凝土支护

8、要求。按要求设计钢筋的规格、质量，水泥材料和外加剂的选定也必须符合施工要求；将钢筋网的网格牢固压接或焊接，尽量将漏焊或开焊点控制在应焊点的2%以内；喷射混凝土配比水泥：机制砂=1:3，外加3-5%速凝剂，喷砼强度不低于C15；喷射混凝土厚度必须符合设计要求。②注浆要求。壁后注浆：注浆管采用025腿钢管加工制作；注浆管长度1500mm，注浆孔深度2400mm；间排距4000