顧橋礦-780南翼膠帶大巷過(guò)破碎帶支護(hù)方案及施工工序設(shè)計(jì)中國(guó)礦業(yè)大學(xué)礦業(yè)工程學(xué)院淮南礦業(yè)集團(tuán)顧橋煤礦2008

一、工程進(jìn)展現(xiàn)狀截止2008年12月4日，顧橋礦－780南翼軌道大巷已進(jìn)入斷層破碎帶70余米，破碎帶范圍約為500余米。－780圖1顧橋南翼大巷施工現(xiàn)狀（至08年膠帶大巷設(shè)計(jì)斷面凈寬×中高為6.0m×4.6m。四聯(lián)巷段已施工的200余米巷道全部采用架29U型棚支護(hù)，棚距600mm，兩幫施工1m×1.2m間排距的Ф20×2000mm等強(qiáng)螺紋鋼錨桿。整條巷道未進(jìn)行噴漿注漿支護(hù)。巷道圍巖多為砂巖、砂質(zhì)泥巖和炭質(zhì)泥，穩(wěn)定性較好，頂板下沉與兩幫移近均不超過(guò)100mm，底臌變形亦不明顯。膠帶大巷三聯(lián)巷段已施工的巷道支護(hù)形式與四聯(lián)巷段基本相同，距迎頭180m段為600mm棚距的29U型棚支護(hù)，向后至三聯(lián)巷段為500mm棚距29U型棚支護(hù)。滯后迎頭約250m開(kāi)始噴漿注漿加固，采用深淺孔注漿方式，深孔排距3.6m，孔深2.5m，每斷面7孔；淺孔排距1.4m，孔深1.5m，每斷面7孔。注漿材料為325普通硅酸鹽水泥。二、破碎帶施工現(xiàn)狀及存在問(wèn)題（一）施工現(xiàn)狀顧橋礦南翼軌道大巷已進(jìn)入斷層破碎帶約70m，巷道圍巖為松散破碎無(wú)層理的泥巖、片冒嚴(yán)重。巷道采取架U29型棚支護(hù)，棚距500mm。兩幫施工1m×1.2m間排距的Ф20×2000mm等強(qiáng)螺紋鋼錨桿，錨桿托盤為150×150mm。棚腿采用相同規(guī)格的錨桿鎖腿，每棚左右各一道。扒矸機(jī)距迎頭25～35m，滯后扒矸機(jī)采取噴漿注漿支護(hù)。（二）存在問(wèn)題破碎帶段的軌道大巷圍巖變形劇烈、圍巖移近表現(xiàn)明顯。巷道施工一周左右，U型棚即承受較大壓力，棚腿扭曲、幫錨桿多被拉入圍巖，托盤反卷，并有少量失效錨桿。巷道施工20d后，U型棚頂部受擠壓成尖頂狀，巷道底臌超過(guò)1m，兩幫寬度最小3.7m，普遍在4.0m左右。三、南翼膠帶大巷道破碎帶施工方案南翼軌道大巷已入破碎帶的70余米巷道的巖性為松散無(wú)層理泥巖，采用常規(guī)架錨注支護(hù)難以有效控制巷道圍巖，而且該段巷道工期要求嚴(yán)格。確定合理的圍巖控制方案時(shí)應(yīng)既要考慮圍巖控制又必須兼顧施工速度。這里必須提出的是，如果過(guò)于關(guān)注超趕工期或進(jìn)尺則難于有效控制圍巖，則肯定造成支護(hù)失敗，甚至產(chǎn)生安全隱患。提高巷道頂板區(qū)域圍巖的完整性，增強(qiáng)圍巖的承載能力是大斷層破碎帶圍巖控制的首要選擇，注漿是最佳的方式，包括超前預(yù)注漿、適時(shí)注漿和滯后穩(wěn)定強(qiáng)化注漿，并優(yōu)化錨桿、架棚、噴漿和二次注漿在時(shí)間和空間上的順序。根據(jù)軌道大巷進(jìn)入破碎帶的狀況來(lái)看，巷道穿過(guò)斷層面時(shí)圍巖破碎極為嚴(yán)重，巖性為類土松散體，圍巖自穩(wěn)性差，承載性亦較差，在膠帶大巷穿過(guò)此段時(shí)的施工及圍巖控制技術(shù)提出下述三種方案。當(dāng)破碎帶圍巖發(fā)良較好，具備施工錨桿（索）的條件時(shí)應(yīng)調(diào)整為首先施工錨桿（索），然后架棚再滯后注漿的方案。膠帶大巷過(guò)破碎帶斷層面時(shí)的施工方案：方案一：預(yù)注漿錨架注支護(hù)：預(yù)注漿、架、適時(shí)噴注（緊跟扒矸機(jī)）、幫頂錨桿及關(guān)鍵部位錨索、滯后注；方案二：及時(shí)注漿架錨注支護(hù)：噴、架、注（緊跟迎頭）、索、滯后注；方案三：預(yù)注漿架注錨支護(hù)：架、適時(shí)噴注（緊跟扒矸機(jī)）、幫頂錨桿及關(guān)鍵部位錨索、滯后注。（一）方案一具體施工工藝流程圖2所示：按日循環(huán)步距預(yù)注漿、架U型鋼拱形支架、適時(shí)噴注（緊跟扒矸機(jī)后10~25m）、幫頂錨桿及關(guān)鍵部位錨索、滯后注（100m以后）。各工序要求如下：①超前預(yù)注漿的注漿孔布置參數(shù)及規(guī)格見(jiàn)中國(guó)礦大提供的《顧橋礦-780m南翼膠帶大巷斷層構(gòu)造帶圍巖控制方案及支護(hù)參數(shù)設(shè)計(jì)》。②錨桿及起拱線上方的錨索必須緊跟迎頭施工，錨桿規(guī)格為M24-Φ22×2800mm，托盤規(guī)格為200×200×15mm帶筋鋼板，錨索鋼絞線規(guī)格為Φ21.8mm×6.3m。眼孔深度6.0m，起拱線上方5根錨索，全斷面共7根。③架36U型棚，棚距500mm。棚腿采用M24-Ф22×2800mm等強(qiáng)螺紋鋼錨桿鎖腿，每棚左右各二道。兩道鎖腿間距400mm，上面一道距腰線500mm。也可采用4.3m錨索鎖腿，每腿左右各一道。距腰線1m。④噴漿注漿。噴漿注漿的時(shí)機(jī)初步選擇緊跟扒矸機(jī)，5~10m分段循環(huán)，距迎頭最遠(yuǎn)不得超過(guò)25m。⑤其他要求：要求縮短扒矸機(jī)循環(huán)步距至10~15m，及時(shí)釘?shù)狼耙扑桶琼窓C(jī)。圖2預(yù)注漿錨架注方案工藝流程圖（二）方案二采用及時(shí)注漿架錨注支護(hù)方案，具體施工工藝流程圖3所示：圖3及時(shí)注漿架錨注方案流程圖迎頭噴、架拱形支架、注（按日循環(huán)步距安排緊跟迎頭）、幫頂錨桿及關(guān)鍵部位錨索（扒矸機(jī)后10~25m范圍內(nèi)）、滯后注（100m以后）；請(qǐng)按此修改流程圖及工序要求各工序要求如下：①架36U型棚，棚距500mm。棚腿采用M24-Φ22×2800mm等強(qiáng)螺紋鋼錨桿鎖腿，每棚左右各二道。兩道鎖腿間距400mm，上面一道距腰線500mm。也可采用4.3m錨索鎖腿，每腿左右各一道。距腰線1m②噴漿注漿。噴漿注漿的時(shí)機(jī)應(yīng)距迎頭越近越好，最遠(yuǎn)不得超過(guò)30m。注漿孔布置參數(shù)及規(guī)格見(jiàn)中國(guó)礦大提供的《顧橋礦③滯后扒矸施工錨桿索，錨桿規(guī)格為M24-Φ22×2800mm，托盤規(guī)格為200×200×15mm帶筋鋼板，錨索鋼絞線規(guī)格為Φ21.8mm×6.3m。眼孔深度④其他要求：要求縮短扒矸機(jī)循環(huán)步距至10~15m，及時(shí)釘?shù)狼耙扑桶琼窓C(jī)。（三）方案三采用預(yù)注漿架注錨支護(hù)方案，具體施工工藝流程圖4所示：圖4預(yù)注漿架注錨方案流程圖緊跟迎頭架拱形支架、適時(shí)噴注（緊跟扒矸機(jī)后10~25m）、幫頂錨桿及關(guān)鍵部位錨索、滯后注（100m以后）。各工序要求如下：①超前預(yù)注漿的注漿孔布置參數(shù)及規(guī)格見(jiàn)中國(guó)礦大提供的《顧橋礦-780m南翼膠帶大巷斷層構(gòu)造帶圍巖控制方案及支護(hù)參數(shù)設(shè)計(jì)》。②架36U型棚，棚距500mm。棚腿采用M24-Ф20×2800mm等強(qiáng)螺紋鋼錨桿鎖腿，每棚左右各二道。兩道鎖腿間距400mm，上面一道距腰線500mm。也可采用4.3m③噴漿注漿。噴漿注漿的時(shí)機(jī)應(yīng)距迎頭越近越好，最遠(yuǎn)不得超過(guò)30m。注漿孔布置參數(shù)及規(guī)格見(jiàn)中國(guó)礦大提供的《顧橋礦-780m④滯后扒矸施工錨桿索，錨桿規(guī)格為M24-Φ22×2800mm，托盤規(guī)格為200×200×15mm帶筋鋼板，錨索鋼絞線規(guī)格為Φ21.8mm×6.3m。眼孔深度⑤其他要求：要求縮短扒矸機(jī)循環(huán)步距至10~15m，及時(shí)釘?shù)狼耙扑桶琼窓C(jī)。（四）底板控制南翼大巷過(guò)破碎帶的底板控制優(yōu)先采用反拱施工，其具體參數(shù)如圖5所示。圖5反底拱底板錨索布置圖1）人工開(kāi)挖底板，使底板形成反拱，反拱半徑6025mm，反拱最大深度為800mm。2）在底板中線和距離中心1.3m、2.6m位置共布置5套高預(yù)應(yīng)力單體錨索，并配合400×400mm大托盤安裝，對(duì)巷道弱化區(qū)進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)。鋼絞線規(guī)格為Φ21.8mm×6.3m。采用底板錨桿鉆機(jī)進(jìn)行打眼，眼孔深度6.0m，每孔采用三節(jié)Z2380中速樹(shù)脂藥卷加長(zhǎng)錨固，以保證錨固效果；錨索排距2.0m；預(yù)緊力80～100kN，錨固力不低于（五）圍巖條件較好時(shí)的錨架聯(lián)合支護(hù)方案圍巖條件較好，具備首先施工錨桿（索）時(shí)的施工流程如圖6所示。圖6錨架注方案工藝流程圖1高性能超強(qiáng)預(yù)拉力錨桿索支護(hù)（1）巷道頂板和幫部共采用19根IV級(jí)左旋螺紋鋼超高強(qiáng)預(yù)拉力錨桿加冷拔電焊網(wǎng)聯(lián)合支護(hù)，錨桿規(guī)格為M24-Φ22×2800mm，冷拔電焊網(wǎng)規(guī)格為Φ6-70×150mm。每根錨桿采用兩節(jié)Z2380型中速樹(shù)脂藥卷加長(zhǎng)錨固；錨桿間距700mm，排距600mm，錨桿托盤規(guī)格為200×200×15mm帶筋鋼板。（2）在兩排錨桿中間位置，頂板和幫部共布置7套高預(yù)應(yīng)力單體錨索，并配合400×400mm大托盤安裝，對(duì)巷道幫角等關(guān)鍵部位進(jìn)行加強(qiáng)。鋼絞線規(guī)格為Φ17.8×6.3m。眼孔深度6.0m，每孔采用三節(jié)Z2380中速樹(shù)脂藥卷加長(zhǎng)錨固，以保證錨固效果；預(yù)緊力80～100kN，錨固力不低于200kN。錨索緊跟迎頭施工。其他具體參數(shù)如圖7所示。2架U型鋼拱形支架和噴漿巷道過(guò)破碎帶斷層面后，采用錨桿（索）支護(hù)后，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行架U36型鋼拱形支架進(jìn)行支護(hù)，架棚滯后迎頭不超過(guò)4排，當(dāng)巷道圍巖進(jìn)一步好轉(zhuǎn)時(shí)，可根據(jù)圍巖變形速度等量測(cè)判斷架棚的滯后時(shí)機(jī)，進(jìn)行平行作業(yè)。圖7錨桿索支護(hù)參數(shù)示意圖3滯后注漿注漿時(shí)機(jī)根據(jù)實(shí)際礦壓觀測(cè)確定，通常在滯后掘進(jìn)迎頭80～100m以后實(shí)施?？煊菜酀{長(zhǎng)短孔充填注漿：采用快硬水泥漿液，長(zhǎng)短孔間隔循環(huán)進(jìn)行施工，布置如圖8所示。短孔：進(jìn)行封堵大型裂隙和淺層破碎圍巖體加固；注漿錨桿長(zhǎng)度為1.0m；注漿壓力一般不超過(guò)1.0MPa，注漿量以不發(fā)