田瑞勝

【摘 要】潘三礦深部進(jìn)風(fēng)井箕斗裝載硐室斷面大，布置區(qū)域巷道、硐室集中，并處在斷層破碎帶影響范圍內(nèi)，且距煤層近，地質(zhì)條件復(fù)雜，同時面臨地壓顯現(xiàn)難題，通過從設(shè)計源頭研究確定斷面形狀、永久支護(hù)參數(shù)，提高硐室自身抗壓能力，減少井筒、巷道、硐室相互擾動影響，采取一次強(qiáng)支護(hù)和工作面超前預(yù)注漿提高圍巖承載力，解決了復(fù)雜條件下箕斗裝載硐室的施工技術(shù)。

【關(guān)鍵詞】大斷面；復(fù)雜地質(zhì)條件；地壓顯現(xiàn)；掘砌施工

一、概述

（一）工程概況

潘三礦深部進(jìn)風(fēng)井井筒設(shè)計井深為1004.2m，凈直徑Φ8.6m，凈斷面58.1m2，井口設(shè)計標(biāo)高為+23.2m。箕斗裝載硐室位于井筒標(biāo)高-839.5～-855.3m，長度6.0m，凈高15.8m，最大凈寬為10.03m，硐室凈斷面135.3m2，斷面大。

（二）水文地質(zhì)概況

箕斗裝載硐室圍巖巖性以砂質(zhì)泥巖、細(xì)砂巖、破碎帶為主，在硐室頂板上方22m是-817m水平車場，底板下方11m處將揭露8煤，16m處揭露6煤，且8煤、6煤位于F47斷層破碎帶影響范圍內(nèi)，該破碎帶斷層面復(fù)雜，附生次級小斷層發(fā)育，主檢孔自6煤以上破碎帶垂厚達(dá)10m，巖性破碎，瓦斯可能異常涌出，同時，根據(jù)井筒檢查孔地質(zhì)報告分析，井筒在869.00～895.35m位置將揭過基巖段第六含水層，預(yù)計涌水量25.9683（m3/h），這些對硐室的施工帶來嚴(yán)重影響。

（三）地壓顯現(xiàn)情況

根據(jù)-817m馬頭門、車場巷道施工情況顯示，由于實(shí)際地層松軟，巖層穩(wěn)定性差，地壓顯現(xiàn)明顯，來壓快，其中馬頭門整體澆筑段的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)局部混凝土剝落和鋼筋壓彎現(xiàn)象，前期已施工巷道出現(xiàn)明顯頂板下沉，兩幫位移以及大面積的斷索、失錨，因此，如何克服地壓影響，是箕斗裝載硐室施工安全的重中之重。

二、針對復(fù)雜條件提出研究對策

（一）從設(shè)計源頭研究確定斷面形狀、永久支護(hù)參數(shù)，提高硐室自身抗壓能力

箕斗裝載硐室原設(shè)計斷面形狀為直墻半圓拱，考慮到地壓影響，變更為抗壓能力更強(qiáng)的曲墻四心圓斷面（見圖1箕斗裝載硐室斷面圖）；在箕斗裝載硐室頂板（標(biāo)高-838m）、底板附近（標(biāo)高-854m）各增設(shè)一組小壁座，每組布置四個梯形壁座，壁座內(nèi)采取強(qiáng)支護(hù)，并打φ22*2400mm錨桿，外露800mm，扎鋼筋籠，并將鋼筋籠與井壁外層鋼筋連成整體，起到很好的支承作用；同時將原設(shè)計c60混凝土變更為CF60鋼釬維高強(qiáng)混凝土，以提高箕斗裝載硐室的整體抗壓能力。

（二）為減少井筒、巷道、硐室相互擾動影響所采取的措施

井筒與箕斗裝載硐室永久支護(hù)均為鋼筋混凝土，箕斗裝載硐室頂部一模，人為斷開鋼筋，將內(nèi)、外層豎筋不連接，防止硐室或井筒來壓造成上下影響；

梁窩預(yù)留到位，防止安裝時挖梁窩對砼井壁造成影響；

考慮井筒及-817m水平馬頭門地壓顯現(xiàn)明顯，井壁承受能力減弱，為減小放炮對巖層擾動影響，現(xiàn)場對硐室上部采用人工打眼，分裂機(jī)破碎及挖機(jī)作業(yè)，人工用風(fēng)鎬刷幫，在巖石較硬的情況下，采取松動爆破的方式施工，每炮不超過2.5m，兩掘一砌。

從施工順序上進(jìn)行了優(yōu)化，利用鑿井設(shè)施將與箕斗裝載硐室連接的裝載膠帶機(jī)巷延深了40m，從而解決后期巷道貫通給井筒及硐室?guī)淼挠绊憽?/p>

（三）工作面超前預(yù)注漿，提高圍巖承載力

為減少箕斗裝載硐室施工對上部井筒及-817m水平馬頭門的影響，先通過高密度高壓力對-817m平臺下段8m進(jìn)行加固，再進(jìn)行工作面超前預(yù)注漿，預(yù)注漿孔間距不大于3m，終孔落在井筒凈徑外不小于5m位置，穿過硐室頂板，漿液采用P.O52.5水泥及快可美化學(xué)材料，注漿終壓10MPA。同時在掘砌過程中，對破碎帶、井筒與硐室連接處等關(guān)鍵部位，進(jìn)行邊掘邊注，增強(qiáng)圍巖抗壓能力。

（四）一次強(qiáng)支護(hù)，隨掘即注，及時加固

在原設(shè)計錨索800*800mm的基礎(chǔ)上，每四根中間再加打一根，同時橫向每兩根一組用11#工字鋼聯(lián)成一體；一次支護(hù)后適時壁后注漿，后期再深孔加固注快可美新型注漿材料，并在砼井壁預(yù)埋注漿管，注漿孔口管采用1.5寸鋼管長1m，間排距1600*1600mm，確保能多次透孔注漿。

三、實(shí)施效果檢驗

在箕斗裝載硐室施工期間，與安徽理工大學(xué)合作，加強(qiáng)對上部井筒、馬頭門及箕斗裝載硐室的監(jiān)測，根據(jù)監(jiān)測結(jié)果必要時進(jìn)行加固注漿。

在箕斗裝載硐室上部平行安裝的二根吊裝鋼梁上設(shè)置鋼弦式表面應(yīng)變計，觀測鋼梁中部的壓縮變形；在硐室、巷道選擇4個斷面（見圖2監(jiān)測斷面位置圖），每個斷面頂部及兩幫布置5個測點(diǎn)（見圖3斷面測點(diǎn)布置圖），監(jiān)測圍巖收斂變形，通過上述兩種方法監(jiān)測硐室來壓情況。

通過鋼梁應(yīng)力變化及硐室?guī)汀㈨斪冃螖?shù)據(jù)收集、分析，得到實(shí)施效果，深部進(jìn)風(fēng)井箕斗裝載硐室通過上述方案的實(shí)施，有效的控制了圍巖變形。

四、結(jié)論

通過對潘三礦深部進(jìn)風(fēng)井箕斗裝載硐室掘砌施工技術(shù)研究，取得了以下主要成果，確保了該硐室掘砌及使用安全，節(jié)省維護(hù)費(fèi)用。

（1）考慮到硐室?guī)r性差、斷面大，為此采用科學(xué)、合理實(shí)施方案，在設(shè)計、施工上進(jìn)行優(yōu)化。

（2）有效的控制了深部箕斗裝載硐室圍巖的變形，使硐室圍巖強(qiáng)度和支承力得到了顯著提高，塑性變形、巷道變形量明顯降低，具有顯著經(jīng)濟(jì)效果。

（3）為今后同等復(fù)雜地質(zhì)條件下的箕斗裝載硐室施工，提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支持和經(jīng)驗積累。

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