强膨胀岩层中料石碹及钢筋砼联合支护的实践.pdf

▲ - 。 I 2 0 0 0 年 增 刊 l 羔 技 5 强 膨胀岩 层中 料 石碹 及钢筋 砼 联合支 护的 实 践 龙口矿务局北皂煤矿李为师 李云义丁秀凯 摘要该文介绍了北皂煤矿处于强膨胀软岩中的材料暗斜井下部及车场绕道的返修支护成功的情况。 关键词 强膨胀软岩 砌碹 注浆 浇注 1 概况 北皂煤矿材料暗斜井下部及车场绕道段位于煤 层底板的炭质泥岩中， 所处岩层为北皂煤矿已经揭 露过最深的地层， 岩块的饱和吸水率大 1 2 2 ． 2 8 ％ ， 蒙脱石含量高 3 5 ． 4 1 ％ ， 胶结系数小 1 ． 2 7 ， 比表 面积大 3 5 1 ． 8 3 ％ ， 岩层在受到干湿交替作用后， 膨 胀性强， 工程稳定性极差， 属于强膨胀性岩层。 巷道于1 9 9 1 年 5 月至 1 9 9 2 年 1 月施工， 临时支 护采用 1 6 槽钢棚喷浆， 永久支护为钢筋砼浇注， 为 直墙半圆拱带反底拱断面， 净宽4 ． 5 m ， 净高3 ． 9 5 m 。 1 9 9 2 年 4 月起因围岩膨胀而破坏， 虽然经过几次返 修仍不能有效阻止其变形， 到1 9 9 3 年底巷道宽度变 为2 ． 1 m 。 从开始施工到1 9 9 8 年7 月， 该段巷道共进 行大小6 次返修， 均告失败。 2 返修支护形式选择 经过对巷道破坏原因的分析， 认为前几次返修， 巷道围岩的压力已经得到了大量释放， 在支护选择 上应遵循“ 以刚为主” 的原则。1 9 9 8 年7 月至 1 O 月， 对该处4 6 m进行第7 次返修， 采用一次支护为料石 碹， 在料石碹的 两肩部及两底角处各加夹一层柔性 木砖， 碹体壁后进行灌注水泥浆， 二次支护为浇注钢 筋砼的支护形式。 2 ． 1 巷道断面选择 巷道采用直墙半圆拱带反底拱断面， 净宽为4 ． 5 In ， 净高为3 ．9 5 m ， 设计断面时， 每侧留有0 ． 1 m的收 敛变形量。 2 ． 2 参数选择 花岗 岩粗料石碹层厚O ． 4 m ， 木砖采用优质松木 制作， 规格 O ． 4 X O ． 2 4 X O ． 0 5 m 。在碹体壁后注水泥 浆， 注浆锚杆采用∞． 5 ” 长1 ． 2 m的铁管， 水泥浆中加 入了1 、 5 2 ％的水玻璃及 5 0 ％的粉煤灰， 水泥为 4 2 5 普通硅酸盐水泥， 水与水泥的配比为0 ． 8 1 ． 0 ， 用T B W一 5 0 ／ 1 5 型泥水泵， 压力在0 ． 8 1 ． 2 M P a 之间 向锚杆内注浆。自巷道顶板沿巷道轮廓线向下均匀 布置5 根注浆锚杆， 根据测定水泥浆的渗透半径为 0 ． 8 1 ． O m ， 把锚杆的间、 排距均定为 1 ． 5 m 。 钢筋砼厚度为0 ． 3 5 m ， 砼标号为 3 0 0 ， 砼配比 水泥 砂子 石子1 1 ． 8 3 ． 7 ， 水泥为4 25 普通硅酸 盐水泥， 砂子为中粗砂， 石子粒径为2 0 4 0 m m ， 钢筋 网主筋为 1 6 m m螺纹钢， 副筋为 1 4 m m圆钢， 扎筋 为6p l m m 铁丝， 钢筋网为双层， 分别位于距浇注砼体 表面0 ． 0 5 m和0 ． 3 5 m处。 3 施工工艺 施工工艺为扩刷一砌碹一注浆一浇注钢筋砼。 巷道破岩采用手 风 镐等工具进行。把底板以 上部分扩刷完， 再扩刷底板以下部分， 然后由底拱开 始向上砌碹， 边砌碹边将碹体壁后的空间用矸石填 满。扩刷循环进度为 1 ． 5 m 。 注浆工作在滞后于砌碹碹头2 0 m左右处进行 以 避免碹头处漏浆 ， 注浆锚杆在砌碹时预埋， 外露 0 ． 3 0 ． 3 5 m 以便浇注时， 固定钢筋网之用 。 注浆工作完成以后， 即 进行浇注钢筋砼工作， 分 段进行， 每段长6 7 m ， 先把底拱浇注好， 再把底拱 以上部分均匀分两段进 行浇注， 边浇注边编钢筋网， 并用震动棒捣固密实。浇注用的大石子在用水冲洗 之后使用， 对已浇注的砼体 要班班洒水养护。 4 支护原理分析 砌碹后及时注浆， 既充填了料石碹后的空间和 围岩裂隙， 又使松动的围 岩得以胶 结， 提高了围 岩的 整体性和自 身承载力， 降低了支护体本身的载荷， 从 维普资讯 6 童 挺晨 科 技 ● 2 0 0 0 年增刊 1 概况 半煤岩回采巷道 ． 砂质泥岩顶板条件下锚喷支护的应用 枣庄市泉上煤矿 杜玉喜 王宜 振慕宗海 枣庄市泉上煤矿是一座设计能力为3 o 万t／ a 的 地方国有煤矿， 分三个 水平， 其中 二水平主采1 2 下 煤 层。1 2 下煤层顶板岩性如图1 。 二水平工作面回采巷道设计跟煤层顶板掘进， 自1 9 9 6 年开始旌工， 从实际揭露情况来看， 煤层上 部有0 ．2 ～ 0 ． 4 m的 炭质泥岩伪顶， 强度很低， 随着放 炮而冒 落； 直 接顶为泥岩或砂质泥岩， 裂隙发育， 强 度不高。 完整性很差， 有掉矸现象； 巷道两帮在煤层 与底板泥岩的 接触处， 因泥岩遇水膨胀， 常伴有折帮 现象。 给巷道支护带来一定的困难。 2 方案比较 柱状 岩性 层厚 m 砂岩 4 砂质泥 岩 1 ．3 泥岩 0 ． 2 0 ． 4 巍嘲龋翳 黎嚣翻 l 2 下 煤 0 ． 9 泥岩 1 ． 3 一 1 ． 4 砂岩 3 一 三 曼 蹙 曼 兰 、 杆 、 图 。 顶 板 岩 性 柱 状 图 吊 环 棚 、 棚和锚喷等多种支护方式的 试验。 杆 ，长度 1 ． 5 m， ‘ 三 v -- 7 加 大 了 铁 背 板 2 锚杆支护 ． 用废旧溜槽加工而成， 规格为2 0 0 ， 防止 巷道断面形式采用矩形， 顶板采用速凝水泥 锚 漏矸； 两帮使用竹子 锚杆， 这种支护方式的 优点是 而 形成了更稳定的压力拱。 料石碹使浇注砼在凝固前免受了巷道开扩后初 期的围 岩压力而破坏。而钢筋浇注砼反过来又作用 于料石碹， 克服了以 往采用纯料石碹支护的巷道， 由 于受巷道围 岩挤压的作用， 料石从表面开始一点点 破碎、 片落， 直至围岩暴露， 使料石碹体完全破坏的 不足。 料石碹和浇注砼二者结合起来形成强有力的 支护体， 共同承受着围 岩的压力。 以 往的钢筋砼支护， 只布置一层钢筋 位于距砼 表面O ． 0 5 m处 ， 钢筋往往由于巷道围岩的 挤压作用 而发生弯曲凸出。 没有起到应起的拉力作用。 这次 返修， 在距砼体表面0 ． 3 5 m处增加一层钢筋， 就克服 了 这一不足。 在内层钢筋受压时。 外层钢筋同 时受到 了 拉力的作用。 增强了 砼体的稳定性。 5 支护效果 材料暗 斜井下部及车场绕道采用本支护形式返 修4 6 m ， 支护效果较好。 经设点观测。 从 1 9 9 8 年 l 1 月至1 9 9 9 年8 月共十个月， 巷道两帮平均移近量 1 6 m， 平均日 变形量为0 ． 0 6 ra m ； 顶底板平均移近量 l O m m ， 平均日 变形量为0 ． 0 3 m ， 远远小于以往任何一 种支护形式的变形量， 且巷道维持完好状况截止目 前比以 往任何一种支护形式都要长， 大大满足了安 全生产的需要。 此次返修支护总费用为 1 0 3 0 0 元／ m， 而前述6 次的累 计返修费用高达2 0 1 1 3 元／ m 对于开拓巷道 来讲。 从巷道的 长期使用效果看。 这个投入还是值得 的。这种支 护是一种比较可行的支护形式。 它采用 普通材料解决了强膨胀岩层的支护问题。 - 6 一 ／一 。 t 维普资讯