摘 要:洛陽龍門煤業有限公司常村煤礦浸水巷道采用以錨網噴加錨索加固支護為主導,壁後注漿為核心的加固方法處理取得了良好的效果,為常村煤礦下一步的支護設計奠定了很好的基礎,為軟岩巷道的快速掘進提出了一個新的思路。
關鍵詞:浸水巷道;泥岩;煤線;煤層;錨注加固
1 工程及水文、地質概況
常村煤礦-310m水平軌道石門位於井底車場和-310m水平運輸大巷之間,設計長度358m。其中雙軌石門95m,單軌石門263m。單軌石門設計支護形式為錨網噴,但實際揭露地層圍岩鬆軟,錨網噴難以維護,因而變更為錨網噴+29U型鋼棚聯合支護,隨後又依次揭露二2煤和二1煤,二2煤厚約1.1m,二1煤厚約9m,傾角14°~15°,過二1煤層時支護形式為橢圓形全封閉支架。2006年9月2日8點班,在距離迎頭26m處的巷道右幫底板(該處有一斷層)突然出水,開始湧水量在3m3/h左右,以後逐漸加大,後穩定在85m3/h~100m3/h之間。因當時主排水係統尚未形成(主排水係統約10月19日形成),為避免出水事故給井下生產造成更大的危害,於9月8日8點班,在距離迎頭124m處的穩定巷道段施工止漿牆封閉巷道。
依據《煤、泥炭地質勘查規範》,本礦井水文地質勘探類型為第三類第二亞類第二型,即以底板岩溶裂隙水充水為主,水文地質條件中等的礦床。根據《河南省洛陽市龍門煤礦偏橋井二1煤層儲量核查地質報告》礦井-310m水平正常湧水量為800m3/h,最大湧水量為1600m3/h。
-310m水平軌道石門距離地表約500m,地壓較大。封閉段單軌石門所穿岩層依次是細砂岩,泥岩,煤線,泥岩,細砂岩,泥岩、二2煤、泥炭、炭質泥岩、二1煤等不穩定破碎岩層、整體穩定性很差,巷道掘出後不久就產生明顯變形破壞等失穩現象。
2 出水原因分析
根據地質報告分析,二1煤底板主要含水層由深向淺依次為寒武係(奧陶係缺失)灰岩含水層、太原組下段石灰岩含水層(由L1~L4灰岩組成,厚度約13m,含岩溶裂隙承壓水)、太原組上段石灰岩含水層(由L7~L9石灰岩組成,厚度約10m,含岩溶裂隙承壓水)。根據出水量大約穩定在85m3/h~100m3/h之間可以初步判斷該出水點主要水源不是寒武灰岩水,根據對水質的化驗,與風井揭露L7灰岩水質一致,從而分析出此次出水的主要原因是受掘進工作麵采動影響導致礦壓顯現,加大了斷層裂隙,溝通了L7灰岩岩溶裂隙水。
3 維修出水巷道存在的主要問題
1)出水點現在的出水情況如何,在封閉巷道的這段時間內出水點有無溝通L1~L4灰岩水,如何對出水點進行有效合理的治理。
2)因巷道出水情況事發突然,事前沒有任何征兆,沒有對被封閉巷道進行注漿,在翻修出水點前後巷道時,容易發生冒頂或塌底現象,風險較大。
3)封閉段石門所處岩層主要是細砂岩、泥岩、炭質泥岩、煤層等軟岩,力學強度低、遇水軟化、巷道擠壓變形底鼓嚴重,處理困難。
4 維修出水巷道方案的實施
1)探疏堵水
2006年10月19日主排水係統形成,打開止漿牆上的泄水孔開始泄水,10月20日泄水孔流量小於10m3/h,初步判斷該出水點可能因為碎煤堵塞以及岩石的膨脹,已經初步封堵。但在下一步的維修中應時時注意,防止出水事故的再次發生。
2)軟岩巷道的恢複及支護方案的選擇
封閉段石門由外向裏所穿岩層主要是細砂岩,泥岩,煤線,泥岩,細砂岩,泥岩、二2煤、泥炭、炭質泥岩、二1煤。通過對開啟巷道的觀察,細砂岩段巷道變形較小,巷幫向巷道中心的位移量不超過200mm,為保持原有支護、圍岩結構不受破壞,首先用風鎬去掉鬆塊、挖掉變形破壞部分,然後噴射40mmzuoyouhunningtuduixiangdaozhaoping。kaolvxiangdaoweiyanyaliyijingjibenshifangwanbi,dingbandeyalihebianxingdeshifangjinruwendingqi,zaiwendingqinei,dingbandeyalihebianxingdeshifangshifenhuanman,shifangdeyalihebianxingzhuyaolaiziweiyanshenbuzhuanyiguolaideyalihebianxing,xiangdaoqianbuweiyanzhishichongdanglezhezhongyalihebianxingdechuandijiezhi。ciqijianneiduixiangdaojinxingyongjiujiaqiangzhihubijiaoheshi,shejicaiyongyimaowangpenweihexin,yimaosuojiaguweizhudaodejiagucuoshi。maogancaiyongΦ20×2200 mm的高強樹脂錨杆,間排距為800×1600mm;鋼筋網規格采用Φ6.5的圓鋼焊接,網格100×100 mm規格為900×1700mm;錨索規格為φ17.8×6500mm(拱部3根,曲梁采用18號槽鋼),兩幫φ17.8×5000mm(每牆2根,底角錨索可根據具體施工情況打4000/4500mm,曲梁采用18號槽鋼),錨索排距為1600mm ,樹脂端錨,錨固長度不小於1500mm。對泥岩、炭質泥岩段變形較大的巷道斷麵(兩幫最大變形達到了1.4m),考kao慮lv圍wei岩yan本ben身shen力li學xue強qiang度du低di,以yi錨mao網wang噴pen為wei核he心xin,以yi錨mao索suo加jia固gu為wei主zhu導dao的de加jia固gu措cuo施shi已yi不bu能neng滿man足zu施shi工gong需xu要yao,在zai此ci基ji礎chu上shang提ti出chu了le加jia固gu圍wei岩yan的de方fang案an。通tong過guo壁bi後hou注漿改(gai)善(shan)巷(xiang)道(dao)圍(wei)岩(yan)物(wu)理(li)力(li)學(xue)性(xing)能(neng),提(ti)高(gao)支(zhi)護(hu)結(jie)構(gou)的(de)承(cheng)載(zai)能(neng)力(li),以(yi)此(ci)達(da)到(dao)安(an)全(quan)支(zhi)護(hu)的(de)目(mu)的(de)。對(dui)於(yu)此(ci)段(duan)巷(xiang)道(dao)先(xian)用(yong)風(feng)鎬(hao)將(jiang)巷(xiang)道(dao)斷(duan)麵(mian)擴(kuo)大(da)至(zhi)設(she)計(ji)尺(chi)寸(cun),噴(pen)射(she)40mm左右混凝土對巷道找平,後進行錨網噴加錨索進行一次支護。在完成全斷麵一次支護約15~20m後,對頂、幫及底角進行二次錨注加固,注漿錨杆長度2000mm,拱部三根,每牆二根,排距為1600mm,布置於錨索與錨杆之間的空隙。另外,在底鼓較為嚴重地段,注漿加固時除了在巷道拱頂和兩幫以及底角布置注漿錨杆外,還在底板適當臥底後,均勻布置5根注漿錨杆,對底板進行注漿加固,從而形成一個完整的支護承載圈,起到提高支護強度,並阻止水對圍岩的侵害的效果。
3)煤巷的恢複及支護方案的選擇
常村煤田主要為碎煤,遇水浸泡後,十分軟弱,錨杆錨索加固基理失去作用,在此情況下,選用U型鋼全封閉支護加巷道壁後注漿的de方fang式shi。具ju體ti實shi施shi過guo程cheng是shi先xian加jia固gu臨lin近jin支zhi護hu,然ran後hou撤che掉diao原yuan支zhi護hu棚peng架jia,用yong風feng鎬hao將jiang巷xiang道dao斷duan麵mian擴kuo大da至zhi設she計ji尺chi寸cun,在zai被bei水shui衝chong刷shua巷xiang道dao底di板ban處chu臥wo底di,鋪pu設she300~500mm左(zuo)右(you)毛(mao)片(pian)石(shi),最(zui)後(hou)用(yong)橢(tuo)圓(yuan)形(xing)全(quan)封(feng)閉(bi)支(zhi)架(jia)對(dui)巷(xiang)道(dao)進(jin)行(xing)支(zhi)護(hu),棚(peng)後(hou)用(yong)水(shui)泥(ni)背(bei)板(ban)背(bei)實(shi),然(ran)後(hou)全(quan)斷(duan)麵(mian)噴(pen)射(she)砼(tong),形(xing)成(cheng)光(guang)滑(hua)平(ping)整(zheng)巷(xiang)道(dao)。橢(tuo)圓(yuan)形(xing)支(zhi)架(jia)采(cai)用(yong) 29U型鋼製作,背板采用鋼筋砼製作,規格為200×700×50mm。在巷道冒頂空頂部分用圓木或道板絞架接頂。在完成以上支護後對頂、幫及底角進行錨注加固。
5 安全技術措施
1)防治水措施
A、認真檢查排水設備管路,確保排水及時暢通。B、對巷道出水、積水、淋水要能排則排,能導則導,作到巷道無積水。C、井下預備片石,一旦巷道底板出水,現場人員要及時用片石填堵出水口,防止繼續擴大。D、施工中若發現突水預兆時,班組長必須及時組織人員按避災線路撤出,立即向調度室彙報,並迅速通知附近人員撤離危險區。
2)頂底板管理安全措施
A、因巷道長時間受水浸泡,在施工時要減少循環進尺,縮短控頂距。B、嚴格執行敲幫問頂製度,排除不安全因素後再進行作業。C、加強巡視工作麵後方巷道支架的完好情況,若發現異常情況及時處理,加固修複。D、返修至出水點時,首先檢查出水點的地質情況,將底板沉陷處和出水點用片石填實。E、在施工時應在工作麵前方20m掛有警示牌,任何人員不得進入未經擴刷支護的巷道。
6 返修效果
本次返修巷道曆時一個月,截止2006年11月yue中zhong旬xun開kai始shi恢hui複fu向xiang前qian掘jue進jin。到dao目mu前qian為wei止zhi,通tong過guo對dui巷xiang道dao表biao麵mian位wei移yi量liang的de觀guan測ce,巷xiang道dao表biao麵mian位wei移yi較jiao小xiao,巷xiang道dao支zhi護hu完wan好hao,返fan修xiu效xiao果guo明ming顯xian,為wei常chang村cun煤mei礦kuang下xia一yi步bu的de支zhi護hu設she計ji奠dian定ding了le很hen好hao的de基ji礎chu。
7、結束語
通過對常村煤礦-310m水平軌道石門出水巷道的處理,提出了在軟岩巷道中以錨網噴加錨索加固支護為主導,壁後注漿為核心的加固的方法,為軟岩巷道的快速掘進提出了一個新的思路。
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