1、大断面交岔点锚索锚注联合修复加固技术煤炭工程 2008 年第 12 期太断面交苗意锚豢锸洼鬻台修复力厦技术王传兵(1.安徽理工大学,安徽淮南 232001;2.淮南矿业集团 ,安徽淮南 232001)摘要:针对孔李煤矿孔井西四采区轨道下山交岔点岩性及实际破坏情况 ,分析了其破坏原因及锚索锚注加固的机理,从加固围岩和提高围岩自身承载能力出发,针对围岩松散破碎,原有传统的补锚网喷修复方法效果不理想的实际情况,根据锚索和锚注的支护特点和应用范围,采用锚索锚注联合支护技术对其进行修复加固.修护后交岔点支护效果良好,取得较好的技术经济效果,该种联合支护方式对类似交岔点维修加固效果明显,值得推广.关键词:
2、交岔点;锚索锚注;修复加固中图分类号:TD353.6 文献标识码:B 文章编号:16710959(2008)12-0040-021 工程概况 2 修复加固技术孔李煤矿孔井一 530m 西四采区轨道下山与中部车场相联的交岔点设计长度 15.7m,最大净断面宽 7.5m,高4.7m.交岔点所处层位为粉砂岩,泥岩互层,夹杂 0.20.4m 厚煤线,且被一落差 3m 的逆断层斜切,围岩松软,破碎,节理较发育.交岔点于 1996 年 7 月施工,采用锚喷支护.施工半年后变形破坏严重,出现混凝土喷层开裂,离层,局部掉顶以及顶帮来压变形现象.1997 年 4 月对其进行了第一次刷补锚网喷维修,但仍不稳定.随
3、着一 530m 水平西四采区采掘活动的进行,采场压力重新分布,交岔点的损坏更加严重,至 2004 年 2 月,该交点累计维修达 5 次之多,但效果仍不明显,如图 1 所示.交岔点第 512 部分损坏最为严重,钢筋网撕裂,拱顶下沉,最大下沉量达 1.5m,最大底鼓量 0.7m,两帮移近量 0.5m,顶板开裂宽度达 50mm,混凝土离层,严重影响矿井的安全生产和危及行人的人身安全,必须采取一种有效的维修方法进行加固.l 一实线为设计轮廓线;2虚线为变形后轮廓线图 1530 西四采区三道交岔点平面图2.1 修复加固方案根据交岔点破坏的实际情况,从加固围岩和提高围岩自身承载能力两方面进行考虑,采用锚索
4、和锚注联合修复技术对其进行维修加固.首先刷大顶帮至规定尺寸,初喷一层混凝土,补打锚索和注浆锚杆,注浆加固后,复喷混凝土;底板卧底后,布置底角注浆锚杆,进行注浆加固 .因交岔点围岩松软,破碎,变形量大,为保证硐室尺寸,刷大断面时其宽度较设计值加大 0.3m,高度加大 0.2m,其支护结构见图 2.1 一锚索;2 一注浆锚杆;3 一锚杆;4 一混凝土喷层;5 一底角注浆锚杆图 2 交岔点修复加固支护结构(mm)收稿日期:20080521作者简介:王传兵(1970 一),男,安徽濉溪人,高级工程师,现为安徽理工大学在读工程硕士.2008 年第 12 期煤炭工程2.2 支护技术参数初喷混凝土厚度 80
5、mm,复喷混凝土厚度 lOOmm.锚索规格为(I)15.24ram 6500ram,问排距 2000ram2000ram.顶帮注浆锚杆规格为22ram2000mm,间排距 1400mm1400mm.底角注浆锚杆规格同顶帮锚杆,排距 1400mm,下扎角度 30.45.注浆采用水泥单液浆,水灰比(0.60.8):1,注浆的起始压力为 0.5MPa,最大注浆压力为4.OMPa.2.3 锚索锚注施工2.3.1 施工工艺1)先架设脚手架,用长把工具清除顶,帮危矸活石后,刷大顶帮至规定尺寸.2)初喷一层 80ram 厚混凝土 .3)打锚索 ,锚索与原先锚杆之间用 l2 槽钢联成一体 .4)打顶 ,帮注浆
6、锚杆.5)卧底 .6)打底角注浆锚杆.7)注浆加固 ,然后复喷 lOOmm 厚混凝土.2.3.2 技术要求1)锚索支护 .锚索采用 K2335 快速树脂药卷 1 根和Z2350 中速树脂药卷 2 根进行锚固.钻杆选用 B19 可接钻杆,每根 1ITI 或 1.5m 长,钻头直径为 27mm,将锚固剂按顺序放入钻孔中,用索体一端顶到眼底,开动锚杆钻机,边推进边搅拌,1520s 后停止搅拌(前半程用慢速,后半程用快速),并保持钻机推力 3rain 后卸下钻机.锚固剂固化 20rain 后,可进行张拉.张拉前将孔口找平,安装槽钢,垫板及锚头,上锚具,用张拉千斤顶套在索具上,然后启动油泵张拉,使锚索达
7、到预紧力,预紧力120kN.现场预紧力实测可以达到 200kN,表明已锚至坚硬稳定岩层中.2)锚注支护 .采用自下而上,左右顺序的注浆作业方式,即每个巷道断面内注浆锚杆自下而上先注底角,再注两帮,最后注拱顶.注浆完毕,根据观测结果(采用超声波和打孔观测)确定是否需要复注.如需复注,先确定复注位置,然后进行复注加固,旨在对初次注浆效果较差的个别孑 L,或者是水泥凝结硬化时产生收缩变形大的部位进行复注加固.其施工技术要求为:将水泥与水按规定水灰比拌制水泥浆,并用搅拌筒进行搅拌.在注浆过程中,根据情况及时调整注浆参数,避免发生堵塞等现象;根据巷道注浆变化情况,及时开,停注浆泵,随时注意观察注浆泵压力
8、的变化,控制注浆压力4MPa;开机前应认真检查注浆管路接头是否牢固,严密,阀门是否完全开启,保证管路畅通.从注浆施工来看,围岩裂隙发育程度不同,浆液的扩散半径变化较大,一般扩散范围达 2.0m 以上,本次注浆共计消耗水泥 11.5t.3 加固效果分析3.1 加固效果很好采用锚索锚注联合支护技术修复加固后,一年来实测结果为:顶板最大下沉量仅为 10ram,最大底鼓量为 30mm,两帮最大移近量为 25ram,基本控制了变形,巷道稳定,起到了很好的加固作用,确保了交岔点的安全.联合支护后巷道变形情况见图 3,注浆效果对比见表 1.喜馨菱重要 000Q9,m/s12001000800600400m/
9、sl200l000800600400图 3 联合支护后巷道变形情况(波速)示意图表 1 注浆效果对比表3.2 施工速度快,工期短采用锚索锚注联合支护修复交岔点,工期仅用了 10d,且没有影响西四轨道下山正常的下料排矸运输作业.如果采用架 U 型棚修复加固约需一个月时间.3.3 工程造价低原方案为刷大巷道断面,架 U 型棚并喷混凝土修复加固,每米单价 6415 元,应用锚索锚注联合支护技术修复加固,每米单价 3150 元,每修复加固 lm 巷道节约 3265 元,本交岔点修复加固 15.7m,合计节约 5.13 万元.据统计 ,孔李煤矿两井采用锚索锚注技术已修复同类交岔点130.2m,实际节约资金 42.5 万元.参考文献:1中国矿业大学,等.井巷工程M.北京:煤炭工业出版社,1991.2吴增光,等 .锚索加固技术在交岔点的应用J.煤炭科学技术,2001,29(11):89.3韩立军,付厚利 ,林登阁.复杂条件下巷道围岩加固技术研究J. 矿山压力与顶板管理,2003,20(3):14.(责任编辑潘启新)41
