張學(xué)功

摘 要：淮北礦業(yè)集團(tuán)童亭煤礦位于淮北平原中部，北距淮北市42 km，東距宿州市30 km。東西走向10 km，南北傾向?qū)?～4km，礦井面積24.15 km2。自2005年至今已施工的錨噴支護(hù)巷道兩萬(wàn)多米，通過摸索、實(shí)踐、總結(jié)，目前已形成了一套適應(yīng)類似地質(zhì)采礦條件下的巖石巷道的施工經(jīng)驗(yàn)，但過大斷層、超長(zhǎng)、超寬圍巖破碎帶的安全快速施工對(duì)童亭礦來說還是一個(gè)新的課題，也是新的挑戰(zhàn)。為此礦工程技術(shù)人員不斷地研究、探索、實(shí)踐、論證，制定了“全錨索噴注”聯(lián)合支護(hù)技術(shù)，并在過大斷層、超長(zhǎng)、超寬圍巖破碎帶巷道中得到了應(yīng)用，取得很好的效果，實(shí)現(xiàn)了安全、快速、高效過大斷層的目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：巖巷 支護(hù)設(shè)計(jì) 全錨索支護(hù)

中圖分類號(hào)：TD26 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2012）12（a）-0-01

1 工程概況

預(yù)應(yīng)力錨固技術(shù)是一種先進(jìn)的巖土加固技術(shù)，特別是對(duì)圍巖軟弱、薄弱的部位，采用高預(yù)應(yīng)力全斷面錨索支護(hù)技術(shù)，預(yù)緊力度大幅度的提高，支護(hù)效果非常明顯。預(yù)應(yīng)力全錨索支護(hù)技術(shù)有效地控制了巷道圍巖的變形與破壞，保證了巷道安全使用，滿足了過大斷層、破碎帶巷道安全快速施工的需要。在施工中，改變了傳統(tǒng)的砌碹或架噴注被動(dòng)支護(hù)為主動(dòng)支護(hù)，改善了圍巖結(jié)構(gòu)和應(yīng)力分布，充分發(fā)揮錨桿、錨索耦合作用及注漿圍巖的自承載能力，為破碎圍巖提供變形性能好、高抗力的結(jié)構(gòu)性約束，使巷道變形得到有效控制。

2 巷道布置、參數(shù)及與F10斷層的位置關(guān)系

86大巷東部為84大巷，南部為1042老空區(qū)，北部為1046老空區(qū)，西部為Ⅱ86軌道下山。該巷道為半圓拱形，巷道凈寬4.5 m，凈高3.8 m，錨噴支護(hù)。該巷道施工至“拐”點(diǎn)前15 m時(shí)，遇到一大斷層，該斷層傾角70 °、落差在40 m左右，斷層帶充填厚達(dá)0.7 m松散層，斷層兩邊為薄層狀泥巖，斷層與巷道夾角小、巷道穿層角度小，巷道穿斷層、破碎帶距離長(zhǎng)，支護(hù)難度極大。此類情況下，通常采取砌碹或架棚注漿支護(hù)，但支護(hù)形式被動(dòng)，進(jìn)度慢，安全可靠性低，復(fù)修率高。為安全、快速、高效施工，我們研究、制定了“全錨索噴注”聯(lián)合支護(hù)技術(shù)，并一次性應(yīng)用成功，效果顯著。

3 過斷層支護(hù)方式和支護(hù)參數(shù)

支護(hù)方式：錨索+鋼筋網(wǎng)+錨桿+注漿錨桿聯(lián)合支護(hù)。支護(hù)參數(shù)：拱部全錨索支護(hù)，錨索間距0.8 m、排距1 m，每排9根Φ17.8 mm-L9300 mm預(yù)應(yīng)力錨索（保證錨索生根在較堅(jiān)硬巖石中達(dá)1.5 m以上），錨索托盤內(nèi)鋪鋼筋網(wǎng)。兩排錨索間打一排Φ22-L2400 mm高強(qiáng)錨桿，錨桿間距0.7 m，排距1 m，每排10根，錨桿錨索交替布置。幫部采用4根Φ22-L2400 mm高強(qiáng)螺紋鋼錨桿配合Φ6 mm鋼筋網(wǎng)封閉，間排距750 mm。初噴混凝土等級(jí)C20，厚50 mm，復(fù)噴混凝土，厚100 mm。滯后70 m全斷面注漿加固。破巖方式采用震動(dòng)性小炮配合風(fēng)鎬刷大成型，拱部循環(huán)進(jìn)度500 mm，刷夠一排錨桿或錨索距離后，及時(shí)施工錨桿、錨索，保證錨桿索支護(hù)距迎頭不大于500 mm，正臺(tái)階施工。

4 技術(shù)效果分析

4.1 觀測(cè)儀器

巷道變形觀測(cè)儀器有：KHC測(cè)桿、DYS頂?shù)装迨諗克俣葍x；圍巖深部位移觀測(cè)使用WBY-10圍巖多點(diǎn)位移計(jì)；巷道頂板離層動(dòng)態(tài)狀況使用LBY-3型頂板離層指示儀；窺視儀。

4.2 觀測(cè)方法

4.2.1 巷道表面收斂觀測(cè)

86大巷過F10斷層施工期間每5 m設(shè)一組觀測(cè)站。每天觀測(cè)一次，穩(wěn)定后每周觀測(cè)一次。

4.2.2 巷道圍巖深部位移觀測(cè)

斷層過盤前后每隔5 m，頂板各打三個(gè)孔。每個(gè)測(cè)孔布置三個(gè)測(cè)點(diǎn)，分別是深基點(diǎn)、淺基點(diǎn)合在深淺基點(diǎn)中間的中基點(diǎn)（深基點(diǎn)據(jù)孔口大于7 m，中基點(diǎn)距孔口4 m，淺基點(diǎn)距孔口3 m）。測(cè)站30 d內(nèi)每天觀測(cè)一次，后期每周觀測(cè)一次。

4.2.3 巷道頂板離層量觀測(cè)

過斷層期間每隔10 m沿巷道中心線安設(shè)1套離層儀。每個(gè)測(cè)控布置兩個(gè)測(cè)點(diǎn)，1個(gè)深基點(diǎn)，1個(gè)淺基點(diǎn)。其中深基點(diǎn)設(shè)置在頂板巖層中距孔口大于5 m，淺基點(diǎn)距孔口2.8 m。測(cè)點(diǎn)30 d內(nèi)每天觀測(cè)一次，后期每周觀測(cè)一次。

4.3 觀測(cè)結(jié)果

從2012年4月開始，歷經(jīng)4個(gè)多月的跟蹤礦壓觀測(cè)，巷道兩幫最大位移量為20 mm，頂?shù)装逡平孔畲鬄?5 mm，二次注漿加固后，巷道位移趨于穩(wěn)定。高強(qiáng)度、高預(yù)應(yīng)力“全錨索噴注”為基礎(chǔ)的支護(hù)體系可形成可靠的巨厚組合拱結(jié)構(gòu)，發(fā)揮深井高應(yīng)力軟巖在高效錨固和注漿條件下具有的應(yīng)力強(qiáng)化性能，保證支護(hù)的長(zhǎng)期穩(wěn)定。

4.4 結(jié)論

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)跟蹤觀測(cè)，采用“全錨索噴注”聯(lián)合支護(hù)技術(shù)后圍巖保持了良好的穩(wěn)定性，頂板及兩幫礦壓顯現(xiàn)比原傳統(tǒng)的“小棚距U型棚”、“砌碹支護(hù)”等被動(dòng)支護(hù)，圍巖變化控制明顯得到改善，可見采用“全錨索噴注”支護(hù)方式及支護(hù)參數(shù)過斷層選擇是可靠的、科學(xué)的，達(dá)到了預(yù)期的效果。通過以上觀測(cè)圍巖變形數(shù)據(jù)可得看出該支護(hù)形式支護(hù)強(qiáng)度高，巷道整體穩(wěn)定性較好，保證了巷道變形量在允許誤差范圍之內(nèi)，保證了施工、使用安全。由此可以得到，“全錨索噴注”聯(lián)合支護(hù)在過大斷層有較好的支護(hù)效果。

5 經(jīng)濟(jì)效益

（1）“全錨索噴注”聯(lián)合支護(hù)技術(shù)改以往架棚、砌碹等被動(dòng)支護(hù)為主動(dòng)支護(hù)，支護(hù)強(qiáng)度高，達(dá)到了超前控制頂板作用，安全可靠，杜絕了工傷事故。（2）“全錨索噴注”聯(lián)合支護(hù)技術(shù)，施工工序簡(jiǎn)單，施工進(jìn)度快。86大巷自采用了“全錨索噴注”過斷層技術(shù)工藝后，使成巷速度大幅度提高，圓班進(jìn)尺4 m以上，較傳統(tǒng)架棚、砌碹施工，效率提高50%以上。（3）傳統(tǒng)的砌碹或“架噴注”支護(hù)單價(jià)按3萬(wàn)元/m計(jì)算，“全錨索噴注”聯(lián)合支護(hù)為1.2萬(wàn)元/m。優(yōu)化后，共減少投入100多萬(wàn)元。（4）“全錨索噴注”過斷層聯(lián)合支護(hù)技術(shù)，有效控制了巷道圍巖變形，杜絕了巷道多次返修現(xiàn)象，減少了巨額返修費(fèi)，也保障了礦井安全生產(chǎn)。