麻家梁矿主立井箕斗装载硐室加固对策研究.pdf

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1、第23卷第4期中国矿业Vo1．23，No．42014年4月CHINAMININGMAGAZINEADr．2014麻家梁矿主立井箕斗装载硐室加固对策研究吴剑平，夏建中，王群～一A～一一～一一一．一一一～一一～一～～一一K(北京中煤矿山工程有限公司，北京1OOO13)摘要：针对麻家梁矿箕斗装载硐室的破坏特点，本文分析了注浆锚索及混凝土结构补强相结合的加固方法来控制硐室围岩应力及变形的机理，认为注浆锚索能改善围岩的结构与强度，而结构补强能提高支护体的承载能力；提出了注浆锚索及结构补强相结合的加固方案，并利用数值模拟及位移监测的方法进行了论证。结果表明：注浆锚索及结构补强相结合的加固方案显

2、著减小了硐室的应力及变形，保证了硐室的安全使用。关键词：箕斗装载硐室；注浆锚索；混凝土结构；围岩；加固中图分类号：TD535文献标识码：A文章编号：1004—4051(2014)04—0124—04ResearchonreinforcementcountermeasureforskiploadingchamberofMajialiangcoalminemainshaftWUJian—ping，XIAJian-zhong，WANGQun～一～一～一一～一．一～一星一～一～一～一～一一～～一～一一～～一(BeijingChinaCoalMineEngineeringCo．，Ltd．，B

3、eijing100013，China)1工程概况石主要由砂质泥岩、粉砂质泥岩、中粒砂岩、泥岩、煤麻家梁煤矿主立井箕斗装载硐室上接煤仓下连等组成。围岩岩性软弱，易膨胀，且局部破碎、裂隙主井井筒。该硐室为永久性硐室，服务年限同该矿发育。硐室埋深较大，在地应力作用下使得岩石表井的开采年限。在主井装载水平平台安装完毕后，现出软岩的大变形、稳定性差等特性。发现整个装载硐室混凝土井壁开裂、变形，并有不同2破坏机理分析程度的渗水现象。在装载水平平台下12m段内，混根据地质条件及硐室分布情况，井筒变形破坏凝土沿钢筋网布置方向开裂，钢筋外露且有严重变机理主要有以下几个方面。形，尤其是在液压站硐室和后

4、期凿梁窝轮廓周边更2．1地质条件差为严重。该段井壁处主要软岩组成。开挖时即发现岩性根据J1号钻孔综合柱状图(图1)可知，该段岩软弱、泥质胶结、易风化破碎。根据周围硐室相关的研究资料，该区域地应力主方向沿东西走向，围岩普收稿日期：2013-06—04氏系数4～6，软化系数0．6～0．69，膨胀系数3O作者简介：吴剑平(1983一)，男，汉族，江西临JI1人，工程师，于北京左右，黏土矿质在20以上，以高岭土为主，流变性中煤矿山工程有限公司矿建工程处从事巷道支护与加固工作。E—mail：wujianpingl983@sina．corn。较为明显。第4期吴剑平，等：麻家梁矿主立井箕斗装载硐

5、室加固对策研究曩煤500mm，仅在外侧布置单层钢筋，根据质量检测资料，混凝土强度未达到设计强度要求，且配筋率远小于规范规定的最小配筋率要求，难以抵抗围岩应力作用。3加固方案及参数确定质泥岩3．1加固原则)童∥泥岩装载硐室井壁混凝土的破坏表明：原有的支护结泥岩构难以抵抗硐室围岩的水平应力。因此，加固方案的选择从两方面考虑：①加固围岩，使围岩与支护结构共同作用抵抗水平应力及变形；②提高支护结构的强中粒砂岩度，使支护结构在围岩水平应力作用下不破坏。j泥岩3．2加固方案及参数确定依据加固原则，在选择加固方案时主要考虑以：：-铝土质泥岩下几点。：!．r1)由于硐室所处的岩层破碎，且围岩承载力

6、较泥岩蔓，低，因此有必要对围岩进行加固，加固围岩的目的主要是封堵围岩的裂隙和提高围岩的黏聚力及内摩擦图1装载硐室段围岩分布示意角，以控制围岩的塑性区范围。2．2地下水对围岩的软化作用因此采用大孔径全长注浆锚索加固围岩(图围岩内存在大量的裂隙，在硐室开挖过程中，围2)，注浆锚索采用4根缠绕绑扎的直径O15．24ram岩的变形会导致裂隙扩展，地下水沿裂隙渗入围岩的钢绞线，向上倾斜10。打入井壁，钻孔直径中，使得岩石软化，该处泥岩软化系数在0．6～0．69lOOmm，长度为15m，间距2500mmX2500ram。该之间，使得围岩承载能力降低。现场发现了硐室局方法具有以下优点：①通过注浆

7、，可以改变节理裂隙部渗水现象。发育软弱围岩的松散结构，提高围岩黏结力和内摩2．3装载硐室断面尺寸大，硐室群结构复杂擦角，提高围岩的整体承载能力，使作用在锚索上的装载硐室断面对角最大连线长度达21m，为多个荷载降低；②注浆加固圈能为锚索提供稳定的着力矩形的组合，呈反对称结构。从受力角度分析，这种基础，显著提高锚固力和锚固效果，使锚索对松碎岩断面的硐室易导致应力集中；装载硐室周围分布着煤层的锚固作用得以发挥，从而能明显地改善破碎围仓等大断面硐室，易相互影响，导致变形受力复