复合支护在嵩山煤矿主排水泵房施工中的应用

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1、复合支护在嵩山煤矿主排水泵房施工中的应用王书永（河南煤业化工集团永华能源有限公司嵩山煤矿,河南偃师471900）摘要：本文结合嵩山煤矿的实际岩层赋存情况，对主排水泵房施工中复合支护的成功使用经验进行总结，并对后期变形进行分析，提出防范措施，值得其他矿井施工大型帀同室时借鉴和应用。关键词：大型碉室、复合支护、变形分析中图分类号：TD442文献标识码：A文章编号：嵩山煤矿位于偃龙矿区嵩山井山，矿井设计生产能力0.60Mt/a,为低瓦斯矿井，水文地质条件复杂程度为中等。矿井釆用立井、单水平上下山开拓，井底车场为卧式环形车场。副井井筒深668m,落底标高-365m,落底层位位于

2、4灰岩中下部。主排水泵房设计净宽5000mmX净高6320mm,安装7台PJ200AX8型矿用耐磨离心式排水泵，配YB25604-4型矿用防爆型电动机。一、工程概况嵩山煤矿主排水泵房临近副井井筒、中央变电所和井底水仓（附图1:主排水泵房平面布置图），该嗣室群位于石炭系上统太原组，整体稳定性一般。主排水泵房具体层位在L?灰岩中上部与L&灰岩之间，岩层倾角17。,从主、副井井检孔资料看，其RQD指标在40%〜75%之间。其中，L?灰岩厚度6.4m,L*灰岩厚度0.7m,L?灰岩和5灰岩之间岩性以泥岩、砂质泥岩、粉砂岩为主（总厚度4.9m）o主排水泵房和水仓施工期间，受工程相

3、互扰动，应力显现剧烈,支护难度较大。主排水泵房为矿井的主要排水阵地，若泵房的支护强度达不到要求，将给矿井安全生产带來严重隐患。二、主排水泵房施工及支护实践嵩山煤矿主排水泵房施工，采用以下支护理念：重视初次支护,给围岩预留一定的让压空间，充分发挥围岩自身承载能力⑴；永久支护釆用复合支护，且依次实施，保证支护强度。附图2：主排水泵房支护断面图。1、初次支护采用全断面锚网喷+锚索梁支护锚杆采用（1）20X2500mm高强钢筋锚杆，间排距800mmX800mm,每根用K3240锚固剂2卷,单根锚固力不小于90kN（现场抽检）。锚索采用©15.24X5000〜6000mm（生根在

4、顶板5灰岩），间排距1500mmXI500mm,每根用K2335锚固剂4卷，单根锚固力不小于110kN（逐根张拉、检验）;锚索梁采用槽钢［20加工，搭接处采用插接。初喷厚度100mm,栓强度C20。2、永久支护采用组合锚索+C45双层钢筋磴+U29型钢碗底拱复合支护初次支护完成后，依次按照组合锚索、浇筑泵房主体钢筋桧、浇筑泵房底板U29型钢牲底拱的顺序施工永久支护。主排水泵房全断面按间距2500mmX排距2000mm施工组合锚索支护，在副井空车线和泵房之间岩柱打设对穿组合锚索加强支护；待泵房主体初次支护和组合锚索支护全部到位后，再进行钢筋栓永久支护；最后，在泵房底板按8

5、00min间距铺设U29型钢+碇底拱，防止后期泵房底鼓，影响人泵安全运行。(1)组合锚索：将4根①15.24mmXI1000mm的钢绞线通过固定环等组装成一根锚索，穿入由ZDY650(MK-3)钻机施工的①92nmi钻孔，然后利用注浆泵向孔内注入水泥砂浆锚固里段6000mm,外段5000mm作为预应力张紧段(不注浆)。待砂浆凝固3〜5天后，安装锁具和托盘(400mmX400mmX20mm厚钢板)，进行张拉，每组组合锚索预应力为40T,为普通单根锚索支护强度的4〜5倍。附图3：组合锚索结构图。(2)对穿组合锚索：为提高两相邻巷道或巷道与爾室之间岩柱的承载力，利用钻机打孔(

6、打通岩柱)，然后在孔内安装组合锚索，分别在组合锚索两端头均安装锁具和托盘，然后进行张拉，每组组合锚索预应力为40T。采用组合锚索支护之后，泵房和空车线顶底板及两帮深部位移显著减小；两帮和拱部位移也得到了一定情况的改善。泵房和车场之间岩柱的塑性区大为减小，锚杆基本上作用在完好岩体中，同时巷酮底板的塑性区也得到了一定程度的减小，使附近岩柱呈三向受力状态，极大限制了巷道的变形量⑵。3、加强施工期间顶板管理，重视过程管理，保证工程质量。采用台阶式施工，循环进尺15m（先施工拱部，再施工帮部），严防冒顶；主排水泵房施工期间，对所有的锚索逐根做张拉试验，碗浇筑期间现场跟班，严格监督

7、编筋、轮配比、振捣质量和壁厚，保证主排水泵房磯浇筑质量。三、变形观测及分析主排水泵房自2008年5月开始掘进，同年11月永久支护完成,2009年6月主排水泵房投入使用。2008年12月进行变形观测，连续观测至2009年4月份。附表1：副井底主排水泵房变形观测曲线图通过观测（设测点测量泵房宽度，测点具体位置见附图1）发现,变形严重段集中出现在副井筒和2#小井附近，总结原因如下：1、局部片帮区域，后期变形严重由于受基建期间掘进头多，运输路线不畅通，再加上副井改绞影响，导致主排水泵房施工工期长，泵房后巷的围岩位移和塑性变形已十分明显。女口：2#