B090313 深井大硐室支护设计与施工

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1、深井大硐室支护设计与施工吕庆刚[中平能化集团公司一矿，河南平顶山467011]摘要介绍了锚、网、喷+锚注+锚索联合支护技术在平煤一矿深井大硐室应用的成功经验，为类似矿井的施工提供借鉴。关键词锚、网、喷锚注注浆锚索底板锚索支护-----------------------------------------------------------------------1概述随着矿井开采深度的不断增加，深井的支护问题日益突出，传统的锚、网、喷支护已经难以解决深部巷道收缩变形问题，尤其是深井大硐室的支护问题。一般的方式支护强度低，不能有效控制帮、顶及底板的变形，容易造成巷道底臌、两帮移近、顶板下沉，围

2、岩承载能力迅速下降，从而加速了巷道变形、垮塌。中平能化集团公司一矿三水平丁二采区皮带下山倾角平均15°，长度980m。根据皮带驱动装置要求，皮带机驱动硐室的为净宽7.6m，净高4.8m，净断面30.3m2，长度15m。硐室埋深880m，附近顶底板为泥岩及砂质泥岩，比较破碎，巷道压力大。皮带驱动硐室由皮带下山扩巷施工而成，皮带下山沿煤层顶板施工。2支护设计深井大硐室的有效支护方法是，对硐室周围一定范围内的深部围岩进行有效加固，加强主动支护强度，充分发挥围岩自身的承载能力来控制围岩的变形。根据硐室顶底板岩性和一矿支护经验，确定对该硐室采用锚、网、喷+锚注+锚索联合支护方式，如图1所示。图1驱动硐室

3、支护断面示意图2.1锚、网、喷支护采用直径22mm、长2400mm的左旋高强度螺纹钢锚杆，间排距700×700（mm），树脂锚固剂锚固；铺设直径4mm的双金属网；喷射混凝土厚度为100mm。2.2锚注支护注浆用的锚杆为直径20mm、长2000mm的注浆锚杆，间排距为1500×1500（mm）。注浆材料采用水泥和超细水玻璃配合的注浆液。水泥浆液配制比为：水泥︰水=1︰1～0.8︰1（重量比）；高效CSA膨胀剂掺加量是水泥重量的6～8%。开始注浆时用15～20Be′的超细水玻璃；根据进浆情况，超细水玻璃调配到20～30Be′；超细水玻璃原液封孔。水泥浆液与超细水玻璃浆液的体积比为1︰1或0.6︰1

4、。注浆压力是浆液扩散充填的能量，注浆压力的大小取决于岩层裂隙的发育程度和砌壁的承压能力，根据岩体的裂隙发育情况和砌体的抗压能力，注浆压力选择0.5～1.5MPa。浆液的扩散半径与岩石的裂隙和砌壁与岩面间空隙渗透有关，因岩层裂隙和砌壁与岩石间空隙的不均匀性，浆液的扩散半径相差较大。因此，合理确定浆液的扩散半径，对节约材料、缩短工期、保证加固质量意义重大。在施工该硐室时，扩散半径控制在2.5m以内。2.3锚索硐室除了采用传统的单根预应力锚索支护外，还采用成束注浆锚索和底锚索加固，起到了良好的效果。（1）顶、帮锚索支护顶、帮采用单根预应力锚索和成束注浆锚索支护隔排支护，排拒为2000mm。单根预应力

5、锚索为直径17.8mm、长7m的钢绞线，间距1300mm，用树脂锚固剂卷锚固，锚固长度为2.0m。成束注浆锚索由3根直径15.2mm、长13.2m的钢绞线组成，注浆锚固深度为12m，间距为2000mm。成束注浆锚索与单根预应力锚索间隔布置，互相配合，共同对深部围岩进行加固。成束注浆锚索把破碎松散围岩组合连接成整体，将锚索锚固在地层深部稳固的岩体上，通过施加预应力，使锚索长度范围内的软弱岩体（层）挤压密实，提高岩层层面间的正压力和摩阻力，阻止开裂、松散岩体位移。对锚索孔高压注浆，浆液充填裂隙和孔隙，可提高破碎岩体的强度和整体性，结构简单、工期短，能有效达到加固硐室的目的。（2）底板锚索底臌是巷道

6、收缩变形的重要因素之一。以往对底板进行支护与加强处理的重要性认识不够，巷道底臌问题一直没有得到较好地解决，巷道底臌量较大，更由于巷道积水对底板岩石的长期软化作用，更加大了底臌程度。因此硐室底板采用锚索加固，锚索为直径17.8mm、长7m的钢绞线，间排距1300×2000（mm），用树脂锚固剂卷锚固，锚固长度为2.0m，防止和控制底臌变形量。施工后及时对硐室底板进行硬化处理。3施工方法3.1锚、网、喷支护驱动硐室由小断面扩刷成设计断面后，采用锚、网、喷对硐室进行支护。3.2锚注支护硐室喷浆2天后，进行锚注支护。（1）注浆设备和材料钻注浆孔选用YT-28型风动凿岩机，配合直径42mm的合金钻头和2

7、.5m长中空钻杆。注浆设备采用2TGZ-60/210型双液调速高压注浆泵和配套的TL-200型立式搅拌机。注浆材料采用袋装普通硅酸盐水泥、膨胀剂和超细液体水玻璃。为了提高硐室注浆抗压强度，增加浆液的结石率，选用新鲜无结块袋装42.5级普通硅酸盐水泥和高效CSA膨胀剂。为减少浆液流失，增加抗压效果，选用模数为2.6～3.2、浓度为36～42Be′的中性水玻璃。注浆管选用直径42mm、壁厚6mm的无缝