大断层构造强烈影响区主体下山二次支护及深浅孔注浆加固技术研究

http://www.chinaqking.com 期刊门户-中国期刊网2019/9/2来源:《防护工程》2019年11期文/周易龙
[导读]东翼集中进风下山由于巷道压力显现明显,巷道围岩变形剧烈,严重影响巷道在服务期内的正常使用。

淮北青东煤业有限公司  安徽  淮北  235143
        摘要:东翼集中进风下山由于巷道压力显现明显,巷道围岩变形剧烈,严重影响巷道在服务期内的正常使用。针对断层构造带围岩压力大、矿压显现强烈的特点,通过实施高强稳定型锚网+深浅孔注浆支护,提高巷道围岩体的完整性及强度,达到支护—围岩共同承载的目的,从而有效控制此类巷道围岩的强烈变形。
        关键词:大断层;地压大;围岩变形;深浅孔;注浆加固
       
        前言
        五、七采区位于矿井东南部,采区范围东至BF3断层(原大刘家断层)与海孜煤矿相邻,西至BF64断层(原FS7断层)与三采区相邻;浅部至风氧化带,深部以-900m等高线为界;东西宽1250~2200m,南北长2200~3600m,面积约6.6km2。
        回采巷道的开掘、工作面的回采会带来二次扰动,引起上覆岩层运动、煤体应力重新分布和弹性能的释放,给巷道的掘进和维护带来困难。[1]东翼集中进风下山位于8煤底板岩层中,最远距离8煤底板约30m,巷道围岩岩性为泥岩,部分巷道岩性为粉砂岩和细砂岩。巷道围岩岩性强度较低,节理裂隙发育,水平层理突出,滑面发育。再加上临近BF2大断层构造,巷道围岩稳定性降低,对支护的要求较高,不利于巷道的掘进和支护。
        1 东翼集中进风下山支护现状
        1.1 一次支护
        东翼集中进风下山支护形式为锚网索喷支护。锚杆规格Φ22L2400mm,间排距700×700mm,每根锚杆采用2支Z2550型树脂锚固剂,每排15根锚杆,锚杆外露长度10~50mm。全断面铺设钢筋网,钢筋网采用Φ6mm圆钢加工,网孔120×120mm,钢筋网采用自连式连接,搭接长度不小于100mm, 喷浆厚度100mm,喷射砼强度C20。锚索规格为Φ17.8L6300mm,从正顶布置,每排3根锚索,间排距1500×3000mm,每根锚索采用3支Z2550型树脂锚固剂,锚索托盘规格400×400×10mm,外露长度150~250mm。
        1.2 二次支护
        东翼集中进风下山二次支护采用锚带网喷注支护方式。起拱线向上布置6根锚杆,锚杆规格Φ22L2800mm,间排距700×700mm,每根锚杆采用2支Z2550型树脂锚固剂,锚杆外露长度10~50mm。支护范围内铺设钢筋网,钢筋网采用Φ6mm圆钢加工,网孔120×120mm,钢筋网采用挂钩式连接,搭接长度不小于100mm。钢带规格为GDM180×4000/4mm,钢带排距700mm;每个钢带孔内打设锚杆,最后喷浆成巷,喷浆厚度50mm,喷射砼强度C20。注浆锚杆规格Φ22L2400mm,中顶1根,按间排距1500×2000mm分中布置,每排5根。
        1.3 巷道变形情况
        现场调查可知,东翼集中进风下山都有不同程度的变形破坏。由于一次支护后巷道压力显现明显,特别是巷道变平点附近,巷道围岩变形剧烈,为巷道严重变形段,严重影响巷道在服务期内的正常使用。因此,选择东翼集中下山下段,进行扩修和加强支护。
         
           图2-1  二次支护设计断面图A                                           图2-2  二次支护设计断面图B
        2 东翼集中进风下山下段修复支护方案
        2.1 高强稳定型锚网支护方案
        作为五、七采区煤炭开采的主要进风和行人通道,在其服务期内必须 保证不能有明显变形。基于高强稳定型支护技术思路,对受大断层构造强烈影响的东翼集中进风下山提出高强稳定型锚网注支护方案,对该破坏段先后实施一次锚网基本支护和二次深浅孔注浆支护。变形段刷扩至设计断面后立即进行一次锚网喷支护,同时加强现场监测工作,随后进行二次支护浅孔锚杆注浆,然后进行深孔锚索注浆支护。具体的支护方案如下:
        2.1.1 一次锚网喷支护方案
        一次锚网支护参数:顶帮采用Φ22L2400mm高强螺纹钢锚杆,锚杆从正顶开始沿巷道中心线对称布置,锚杆间排距700×700mm,每孔均采用2支Z2550中速树脂药卷,预紧力不小于300N?m,锚固力不小于80KN,锚杆外露长度10~50mm,托盘规格为200×200×10mm鼓形托盘,锚杆下扎15°,辅助控制底鼓,每排锚杆之间用钢筋梯子梁连成排。
        喷射混凝土等级为C20,喷浆厚度以盖住钢筋网为准。钢筋网规格1800×1000mm、3000×1000mm(顶部使用),网与网之间采用自连式连接方式,网格120×120mm。
        2.1.2 二次锚注支护方案
        二次锚网支护分两种支护断面:断面A、断面B和断面C,两个断面交替布置,排距为700mm。
        断面A支护参数:注浆锚杆和锚索沿巷道中心线对称布置,断面内交替布置,顶帮采用Φ22L2400mm注浆锚杆,注浆锚索规格Φ22L7000mm,拱部布置5根锚索,两帮各布置1根锚索,每根锚索采用3支Z2550型树脂锚固剂。具体支护参数见图2-1。
        断面B支护参数:注浆锚杆和锚索沿巷道中心线对称布置,断面内交替布置,顶帮采用Φ22L2400mm注浆锚杆,注浆锚索规格Φ22L7000mm,拱部布置4根锚索,两帮各布置2根锚索,每根锚索采用3支Z2550型树脂锚固剂。具体支护参数见图2-2。
        断面C支护参数:底板锚杆沿巷道中线对称布置,采用Φ22L2400mm注浆锚杆,间排距700×700mm,锚杆施工后施工300mm厚地坪。
        3 结论
        (1)东翼集中进风下山采取二次支护及深浅孔注浆后,显著提高了巷道围岩强度,形成了承载结构,降低了围岩变形的程度,保证了巷道的安全使用,取得了良好的工程实践效果。
        (2)二次支护及深浅孔注浆技术的关键性参数是注浆和二次支护的时机要与一次支护巷道让压在时间和空间上的耦合,注浆压力、注浆扩散半径、单孔吃浆量是相互影响的,没有固定的取值,要根据围岩的破碎情况灵活而定,选择合适的参数和时机。
        参考文献
        [1]李佃平等,边角煤回收的冲击矿压分析及防治.煤矿安全,2011.42(11):第140-143页.
        作者简介
        周易龙(1992—),男,毕业于安徽理工大学采矿工程专业,学士学位,助理工程师,现在青东煤业公司技术科从事采掘设计工作。