多次返修強(qiáng)流變大斷面硐室圍巖控制技術(shù)探究及應(yīng)用

1、多次返修強(qiáng)流變大斷面碉室圍巖控制技術(shù)探究及應(yīng)用摘要：針對(duì)鶴壁中泰礦業(yè)有限公司部分大斷面泵房碉室現(xiàn) 狀及對(duì)巷道破壞原因進(jìn)行分析和研究，通過(guò)封閉漿及壁厚注 漿合理有效的加固方案，解決受高應(yīng)力及周邊采空區(qū)采動(dòng)破 壞下大斷面泵房碉室支護(hù)難題。關(guān)鍵詞：大斷面碉室變形破壞 封閉漿 注漿 技術(shù)研究 與應(yīng)用multiple repair strong rheological big section heading surroimding rock control technology research and applicationzhang qilin wu xiaofeng(henan coal chem

2、ical industry group, hebi thai mining co. , ltd. henan hebi 458, 010)abstract： based on the feature of hebi mining company of pump room heading to heading damage status and cause analysis and research, make reasonable and effective reinforcement method, solve by the high stress and the surrounding g

3、oaf under the mining failure of pump room heading support problem.keywords:big section heading deformation and failure of the closed slurry grouting technology research and application鶴壁中泰礦業(yè)有限公司大斷面泵房碉室擔(dān)負(fù)著礦井生 產(chǎn)二水平的排水、變配電任務(wù)，是礦井安全生產(chǎn)的咽喉部位 之一，然而受周邊采空區(qū)動(dòng)壓及高應(yīng)力的強(qiáng)烈作用，泵房變 形嚴(yán)重，雖經(jīng)多次修復(fù)，但都維持不了半年，泵房及變電所 的變形仍然無(wú)法控制，導(dǎo)

4、致礦井每年投入大量的人力、物力, 維修費(fèi)用居高不下，嚴(yán)重制約著礦井的高產(chǎn)高效生產(chǎn)，并給 礦井的安全生產(chǎn)帶來(lái)了極大的隱患，為徹底解決中泰礦業(yè)大 斷面泵房碉室支護(hù)問(wèn)題。從保證泵房的長(zhǎng)期支護(hù)效果出發(fā)， 進(jìn)行加固技術(shù)設(shè)計(jì)，耦合支護(hù)加固方案能夠有效控制泵房碉 室變形。1大斷面泵房石同室破壞原因分析由于大斷面泵房碉室圍巖極不穩(wěn)定，受周邊采空區(qū)動(dòng)壓 及高應(yīng)力地質(zhì)構(gòu)造影響作用，泵房全斷面受壓，巷道頂板下 沉、兩幫向內(nèi)位移量和底鼓量較大，泵房維護(hù)困難。造成泵 房嚴(yán)重變形破壞的主要原因有以下幾個(gè)方面：1.1受周邊采空區(qū)動(dòng)壓及高應(yīng)力地質(zhì)構(gòu)造作用，泵房圍 巖壓力大大斷面泵房碉室周邊采空區(qū)巖石未達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，受地 應(yīng)力

5、作用采空區(qū)頂板來(lái)壓將應(yīng)力重新分布，促使泵房應(yīng)力集 中，巖層被破壞，失去了自身的圍巖承載作用與穩(wěn)定性，造 成泵房圍巖中的應(yīng)力增加，泵房圍巖體本身的抗壓強(qiáng)度逐漸 降低，大量圍巖被屈服破裂，產(chǎn)生變形。1. 2多次返修由于泵房受采動(dòng)影響較大，我礦曾多次對(duì)大斷面泵房確 室進(jìn)行返修，都維持時(shí)間不長(zhǎng)，造成圍巖松動(dòng)圈越來(lái)越大， 支護(hù)困難。2泵房支護(hù)現(xiàn)狀分析我礦大斷面泵房碉室現(xiàn)支護(hù)方式采用：錨噴+錨索+u36 型鋼棚聯(lián)合支護(hù)，但其支護(hù)的承載性能遠(yuǎn)沒(méi)有發(fā)揮。由于周 邊采空區(qū)采動(dòng)后，巖層極不穩(wěn)定，應(yīng)力重新分布，造成大斷 面泵房圍巖嚴(yán)重破壞，錨噴及錨索無(wú)法將巖層連接成一個(gè)整 體承壓體，起不到主動(dòng)支護(hù)的作用。另外，從拱

6、形支護(hù)的承 載特性看，拱的承載能力較大，而兩幫的承載能力較低，當(dāng) 動(dòng)壓來(lái)時(shí)，所有壓力都集中在u36型棚腿上，很容易促使支 架產(chǎn)生扭曲與大量位移。3大斷面泵房加固技術(shù)：對(duì)泵房重新返修，采用架u36 型鋼棚+封閉漿+壁后注漿施工方案根據(jù)大斷面泵房現(xiàn)狀，對(duì)泵房重新進(jìn)行返修，釋放高應(yīng)力對(duì)泵房產(chǎn)生的壓力，架棚支護(hù)圍巖后，對(duì)擴(kuò)架段全斷面噴 封閉漿進(jìn)行封閉圍巖，然后采用壁后注漿加固技術(shù)提高巖體 的完整性，將支架與巖體耦合為一體，實(shí)現(xiàn)支架和圍巖共同支護(hù)承載，充分發(fā)揮圍巖自身與支架聯(lián)合承載能力，保證泵 房長(zhǎng)期高效實(shí)用。3. 1技術(shù)措施(1) 采用擴(kuò)架u36型棚及全斷面噴封閉漿。針對(duì)泵房 受壓變形斷面縮小實(shí)際情況

7、，采用擴(kuò)架u36型棚支護(hù)圍巖以 及噴封閉漿防止圍巖風(fēng)化技術(shù)，進(jìn)一步提高圍巖體本身的穩(wěn) 定性，減輕支架承載圍巖的負(fù)荷。(2) 采用壁后注漿加固技術(shù)提高巖體的完整性。通過(guò) 安裝注漿管對(duì)擴(kuò)修段進(jìn)行全斷面實(shí)施壁后注漿，實(shí)現(xiàn)破碎圍 巖粘結(jié)為整體，充分發(fā)揮圍巖自身承載作用，并將u36型鋼 棚與注漿管以及圍巖自身耦合為一體，可以很好的解決支架 的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性難題，變不穩(wěn)定支架結(jié)構(gòu)為穩(wěn)定支架結(jié)構(gòu)，提 高支架本身承載圍巖的穩(wěn)定性。3. 2施工工藝及參數(shù)我礦大斷面泵房碉室加固技術(shù)施工工藝流程為：先擴(kuò)架 u36型棚，全斷面噴封閉漿，然后安裝無(wú)縫注漿管對(duì)泵房實(shí) 施壁后注漿進(jìn)行加固。(1)擴(kuò)架u36型棚時(shí)采用風(fēng)鎬、手鎬、

8、大錘、尖釬破 落圍巖，巖石堅(jiān)硬時(shí)可打眼松動(dòng)爆破，人工裝磴上礦車，絞 車運(yùn)輸。支護(hù)方式為半圓拱鋼棚支護(hù)，擴(kuò)修凈寬5.4m,凈高 為4. 3m,棚距600mm,梁與柱搭接400mm；每搭接處2付雙 槽型夾板、雙槽型拉桿每棚4根。上拱梁前，先找掉活殲、 聾巖，用40t鏈子、規(guī)格相符的馬蹄環(huán)、4)20mm螺栓和3m長(zhǎng)2寸新管子，利用杠桿原理，將頂梁托起，挑梁前，利用 塑料繩將拱梁與管子捆牢，待托夠高后，用方木墊實(shí)，并用 塑料繩將管子捆牢。然后，使用超前臨時(shí)支護(hù)，即：用兩根 長(zhǎng)度3m的型鋼梁，分別布置在距巷道掘進(jìn)方向中線 兩側(cè)各lm位置處交替邁步前移，（每根至少用兩副40t的鏈 子和規(guī)格相符的馬蹄環(huán)、直

9、徑20mm螺絲與基本梁固定），托 住拱梁。前端與巖面接觸。將拱梁上鋪金屬菱形網(wǎng)，且鋪展 聯(lián)好，背木背實(shí)，最后將幫頂護(hù)好，挖柱窩，栽柱腿。（2）安裝注漿管對(duì)泵房實(shí)施壁后注漿進(jìn)行加固。采用風(fēng)鉆打眼， 人工配料，采用2zbq-30/3型號(hào)風(fēng)動(dòng)注漿泵進(jìn)行注漿，工作 壓力最大6mpa,最大排量75l/min,該泵不僅可進(jìn)行手動(dòng) 無(wú)級(jí)變量注漿，而且可進(jìn)行定壓自動(dòng)變量注漿。不僅具有單 液注漿動(dòng)能，還具有1： 1雙液注漿動(dòng)能，漿液壓力及排量 足以將圍巖裂隙注滿，達(dá)到圍巖穩(wěn)定狀態(tài)。注漿管采用 4）32mm無(wú)縫鋼管，l= 2.5m；鋼管一端焊有1寸快速接頭。注漿管每排5根，間距2.3m,排距3.0m。注漿管穿入巷

10、壁 長(zhǎng)度2. 42.3m；外露100mm200mm。注漿材料采用水和水 泥（水玻璃）配比。水泥漿液水灰比控制在0. 70. 8,摻入 水泥重量0.51%的外加劑。注漿前，先按水灰比例在攪拌 桶內(nèi)攪拌均勻。出漿管路與巷壁注漿管上的高壓閥門連接牢 固。注漿時(shí)若孔口漏液用棉紗塞實(shí)，并配用快速水泥堵塞。 注漿過(guò)程應(yīng)先自下而上，先底腳，再兩幫，后頂板。4相對(duì)位移變形觀測(cè)結(jié)果與分析大斷面泵房碉室維修前設(shè)測(cè)點(diǎn)觀測(cè),觀測(cè)時(shí)間為180天。 共設(shè)觀測(cè)點(diǎn)5個(gè)，每10天測(cè)量一次數(shù)據(jù)。大斷面泵房碉室 維修結(jié)束后重新設(shè)點(diǎn)觀測(cè)，在碉室內(nèi)設(shè)觀測(cè)點(diǎn)5個(gè)，每10 天測(cè)量一次數(shù)據(jù)。共觀測(cè)90天。測(cè)點(diǎn)布置見圖4.1所示。觀測(cè)前后變化

11、曲線和觀測(cè)結(jié)果對(duì)照分別見表4.1和圖4. 2所示。從表4.1和圖4. 2中可以看出，巷道加固前巷道圍巖相 對(duì)位移速度達(dá)到4-8mm/d,兩幫和頂?shù)装逦灰扑俣茸兓黠@, 沒(méi)有趨向穩(wěn)定的跡象，而且變化持續(xù)。巷道加固后，巷道圍 巖相對(duì)位移速度下降到0. 06mm/d以下，巷道圍巖變形速度 有明顯地下降，巷道圍巖的劇烈變形得到有效地抑制，緩解 了圍巖對(duì)巷道支護(hù)的破壞狀況。這說(shuō)明上述加固技術(shù)對(duì)周邊 采空區(qū)動(dòng)壓及高應(yīng)力地質(zhì)構(gòu)造作用下破碎圍巖巷道的支護(hù) 作用是顯著的。加固后的圍巖強(qiáng)度和完整性得到提高，有效 地遏制了巷道圍巖變形速度，起到了減緩巷道圍巖變形速度 的作用。5結(jié)論大斷面泵房礪室采用此項(xiàng)加固技術(shù)，達(dá)到了支架與圍巖 耦合為整