高应力软岩巷道及底臌治理技术方案研究.pdf

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1、２０１６年第４期（总第１８１期）江西建材勘察与测绘高应力软岩巷道及底臌治理技术方案研究■于雪倩，李勇强■山东科技大学土木工程与建筑学院，山东青岛２６６５９０摘要：本文以北徐楼煤矿为例，针对具有明显的深部软岩特征的煤矿，在保证底臌变形程度提出以下加固技术方案：深部巷道围岩稳定下，通过改变巷道支护结构、对深部巷道进行系统研（１）新掘巷道采用锚网索带喷初次支护、整体Ｕ型钢锚梁二次加究等方面对深部高应力软岩巷道治理及防治底臌技术提出研究方案。固技术方案。巷道掘进后，采用锚网索带控制巷道围岩，在巷道底板起工程实践表明：方案的实施能够有效解决由于巷道埋深大、岩层松软等２００ｍｍ，按４５°

2、角向下打底角锚杆做为初次支护，允许巷道支护结构有产生的巷道大变形、破坏、冒顶等问题，保证了巷道长期稳定。一定的变形让压，但不能变形过大；在耙装机后进行整体Ｕ型钢锚梁关键词：软岩支护深部巷道高应力软岩巷道底臌技术二次支护，作为刚性支护，以控制围岩变形。Ｕ型钢由四节组成一封闭形，底板一节做成反底拱结构，以控制底臌。底臌严重地段可在底板与１工程背景反底拱之间的空间用炉渣充填。北徐楼煤矿－９２０ｍ水平轨道巷、皮带巷及支架硐室巷等三条巷道加固技术参数：①初次喷层：喷射厚度５０ｍｍ，Ｃ２０混凝土；②拱顶均位于砾岩、细粒砂岩、泥岩、砂质泥岩以及煤层底部泥岩、细粒砂岩、锚索：由Φ１７．８ｍｍ

3、钢绞线制作，规格Φ１７．８×６３００ｍｍ，拱顶每断面布三灰中。且穿过Ｆ１断层、Ｆ１４断层、Ｆ２断层等断层，构造裂隙发育，受置３根锚索，锚索排距２０００ｍｍ，锚索由三支锚固剂锚固，锚索张拉力设断层影响，岩层倾角变化大，多具擦痕和滑面。三巷道埋深均在９５０ｍ计１５ｔ；③高强锚杆：规格Φ２０×２４００ｍｍ，两支锚固剂锚固，每断面布置以上，出现了明显的高应力矿压显现。１３根锚杆，间排距８００×８００ｍｍ，两底角锚杆向底板下扎４５°角度，锚杆巷道施工后１０～１５天开始变形，一个月左右出现开裂破坏，巷道拉拔力设计８ｔ；④Ｕ型钢棚：采用２９Ｕ型钢制作，三节组成由Ｕ型卡连拱顶及两肩窝开裂后下

4、沉达５００～７００ｍｍ左右，一般下沉量在３００～接，Ｕ型钢棚排距１０００ｍｍ，中间由Ｕ型钢棚连杆连接，每断面６组连４００ｍｍ左右，钢筋网、钢筋带挤弯暴露，喷射砼开裂剥落，个别锚杆被杆；⑤Ｕ型钢底梁：采用２９Ｕ型钢制作，型钢两端截成直角与钢棚用Ｕ拉出。两帮收敛变形位移量多在２００～３００ｍｍ左右，局部喷层开裂，底型卡连接，，Ｕ型钢底梁排距１０００ｍｍ。底梁下铺设Φ６钢筋网，并喷射部内移量更大。部分地段底臌严重，有的５００～８００ｍｍ，最大达到１００ｍｍ厚Ｃ２０混凝土垫层，若遇断层破碎带时，可铺设炉渣混凝土代１２００ｍｍ以上。替喷射混凝土，以增加其底板的缓冲作用；⑥水沟：为安全起

5、见，将水沟２研究内容与预期目标移至巷道中间，也便于安装底梁；⑦钢筋梯：锚杆、锚索间采用钢筋梯沿（１）研究内容。针对目前－９２０ｍ水平巷道支护中存在的问题，开巷道轴线纵向连接。展巷道支护及底臌防治技术研究。主要研究内容为：①分析巷道破坏（２）已掘巷道修复加固可考虑两种加固方案：①拱帮采用锚网带及底臌的各种影响因素，根据巷道的矿山压力显现规律，提出已掘巷道喷加固、底板采用Ｕ型钢底梁＋锚梁锚索加固技术方案。已掘巷道由及底臌加固设计方案；②根据－９２０ｍ水平巷道地质状况，研究确定新于地应力较大，产生不同程度的变形破坏，根据变形状况，分析认为可掘巷道支护方法，提出新掘巷道支护设计方案；

6、③进行井下工业性试验采用适当破帮找平后，拱帮进行二次锚网喷加固、底板采用Ｕ型钢底与矿压监测。针对现场情况采用合理的加固技术控制巷道变形及底梁支护并用锚索将底梁锚固到围岩中。臌。加固技术参数：ａ．普通高强锚杆：规格Φ２０×２４００ｍｍ，两支锚固剂（２）预期目标：①彻底解决－９２０ｍ水平巷道支护及底臌问题，巷锚固，每断面布置１０根锚杆，间排距１０００×１０００ｍｍ，两底角锚杆向底道变形量控制在设计范围内；②通过巷道治理治理降低巷道返修工程板下扎４５°角度，锚杆拉拔力设计８ｔ；ｂ．二次喷层：喷射厚度５０ｍｍ，Ｃ２０量，巷道失修率控制在１０％以内，严重失修率控制在５％以内。混凝土；ｃ

7、．钢筋梯：采用Φ１２ｍｍ钢筋制作，规格Φ２０×１２００×１００ｍｍ，３研究技术方案沿巷道轴线纵向布置，一支钢筋梯连接两根锚杆；ｄ．金属网：金属网采３．１治理的思路用Φ６ｍｍ钢筋制作，网片１１００×２０００ｍｍ，网格５０×５０ｍｍ，全断面铺根据－９２０ｍ水平巷道破坏影响因素分析，巷道所处层位，埋藏较设；ｅ．二次喷层：喷射厚度５０ｍｍ，Ｃ２０混凝土；ｆ．底板底梁：采用２９Ｕ型深，压力相对较大；加之围岩软弱。巷道掘进后应力重新分布，局部产钢制作，底梁中心下落５００ｍｍ，形成弧形结构，排距１０００ｍｍ。底梁采生