立井巷道支护设计与施工

立井巷道支护设计与施工
杨学
(七台河市茄子河区安全生产监督管理局，黑龙江七台河154600)
工程技术
脯要]立井井型大，井深近千米，地质和水文地质复杂，开采深度的加深，软岩巷道支护问题必然更加突出。

因此，应认识和研究立井
软岩栉巨，寻求技术可行、经济合理的巷道支护设计施工。

本文主要阐述了立井巷道支护设计与施工的工程概况、围岩特性、圃岩变形特
征、支护设计和支护施工等问题。

p翱】立井；巷道；支护；i爱i t；施工；围岩
岩层矿井建设时巷道出现底板上鼓、顶板下沉与侧帮位移，使巷道断面缩小，妨碍运输行人，引发通风困难，严重时造成巷道垮塌。

巷修时人财物大量重复投入增加了矿井建设投资，是制*-T g井建设工期的一个重要因素。

立井井型大，井深近千米，地质和水文地质复杂，开采深度的加深，软岩巷j堇支护问题必然更加突出。

因此，应认识和研究立井软岩特性，寻求技术可行、经济合理的巷道支护设计施工。

、1工程概况
某立井设计生产能力21M t／a。

立井多水平开拓，布置主、副、风三个井筒，两个水平标高为一350m和一650rr Io目前，井筒掘进工程全部结束，一650m水平井底车场工程全面展开。

从前阶段施工情况看，此立井区是典型的软岩分布区，井底车场巷道围岩属高应力节理化复合型软岩。

2围岩特性
1)膨胀性。

一650m井底车场积水巷道底板多次反复发生鼓起、泥化等现象，表明岩层具有很强的吸水软化膨胀特性。

主要原因是岩层内含有膨胀率较高的矿物成分，与水发生物理化学变化，导致体积加大而形成的。

巷道开挖后，岩石也会通过自身膨胀方式来释放部分原岩应力。

吸水软化性、膨胀性是巷道发生底鼓的主要原因。

2)易风化性。

荣华立井支架支护巷道围岩经常出现掉渣、粉化和碎化现象，主要原因是未被封闭的围岩长期裸露，受空气的缓慢舞化作用而形成的。

化学蚀变使岩体强度降低，软岩孔隙度大，与空气接触面积大，易风化、风化速度快、深度大。

3)流变性。

观察立井巷道开挖后的围岩，发现沿巷周边会随时间的延长而发生向巷内蠕动，围岩很少发生瞬间的弹性断裂破坏。

破坏前多表现为缓慢的移近和具有较大的激进量，且冒落物呈散体状，锚喷时安设的金属管缝式锚杆多发生扭转变形，混凝土喷体常出现挤压破坏。

表明软岩具有很鲜明的塑性流变性。

4)底抗震性。

爆破作业产生的爆破波是一种低频重复性荷载，对围岩有明显的扰动。

软岩本身强度低，对低频弹性波吸收能力又较强，造成深度创伤，恶化了围岩自身承载环境。

因此，立井巷道支护工作从巷道开挖阶段就应全面考虑。

3围岩变形特征
1)围岩变形具有明显的时间效应。

具体表现在开始时变形快，而后逐渐减缓过渡到比较稳定阶段，在一定条件下变形又急剧增加，最终导致围岩破坏；这种变形是与时间有关的塑性流变变形。

立井巷道支护应确定最佳支护时间。

2)围岩变形具有明显的空间效应。

观察发现工作面移进对围岩变形有很大影响，表现为工作面移进时，工作面附近(1—2倍巷宽)围岩变形剧烈，而距离工作面以远地区(3～5倍巷宽)，围岩变形量及变形速率基本不受工作面的前移影响。

立井巷道支护应确定最佳支护地点。

3)围岩变形沿巷道断面均有分布。

表现在不论是锚网喷支护还是支架支护巷道，都存在拱顶破坏、两帮内挤及底板鼓出等变形形式。

一650m水平副井重车线维修时，采用U型钢圆形可塑支架、钢筋网背板、预留卸压带壁后袋装散矸充填，巷j酋至今保持完好。

立并巷道支护应确定最佳支护形状。

4)围岩变形受相邻巷道影响明显。

表现为已完巷道附近开掘的新巷道，围岩变形有减弱趋势。

这表明随着车场工程进—步开展，立井巷道支护应保持巷道施工J顷序平衡。

4支护设计
4．1支护形式
初次支护采用锚网喷，因支护体具有较大变形量和柔性，可允许围
岩产生一定量的变形，从而减少支护体所受压力。

同时锚杆产生的阻力又可减少围岩有害变形，使得锚杆和围岩一起逐渐形成具有自承能力的
挤压拱。

二次支护采用。

锚索+锚网喷”，在一次锚网喷支护后的—段时间内，围岩会产生一定变形量而趋于暂时稳定。

及时进行二次支护可有效控制围岩变形。

二次锚网喷增强了支护刚度，实现了先让后抗，抗中有让。

锚索的深入可大大提高僦的挤压拱整体稳定性。

42支护参数
锚网喷一次支护：锚杆为m16—20m m螺纹钢树腊锚杆，长16—
2D m m，间排距600m m x600m m：金属网由06～8m m圆钢筋焊制，网格尺寸150m m X l50m m，网片规格，400m m×800m m，搭接长度100m m，现场帮扎连接；喷射混凝土强度等级C18，初喷厚20一40m m，复喷厚60～70m m。

“锚索+锚网喷”二次支护：锚杆为016—20m m螺纹钢树脂锚杆，长2一Z5m，间排距1200m m xl200m m；金属网同上；锚索长8—10m，墙与拱均布置，间距15—2m，排距3—5m；喷射混凝土强度等级C18，喷厚50m r'no
5支护施工
5．1工艺流程
掘进工作面放炮后，及时进行敲帮问顶，清除巷道顶帮危石浮矸。

进行一次支护前，先初喷厚30—40m m混凝土封闭围岩，防止围岩风化。

随着工作面的推进，工作面后的1—2倍巷道空间之后，保持按设计打锚杆、挂金属网，复喷厚60—70m m混凝土，完成一次支护。

及时移串耙装机，保持耙装机距工作面不得超过20m。

二次支护
在耙张机后进行，其工序为：处理一次支护局部开裂喷体—清洗巷道一按设计要求打锚杆挂网、打安锚素—喷混凝土，完成二次支护。

52支护施工应注意问题
水害髟瞵‰出水、淋水、积水要采取措施，控制出水点，不能乱流
漫流，不能存留时间长。

排、导、截分片治理。

施工用水随用随开，防
止跑、冒、滴、漏。

喷混凝土时可使用压风清扫代替水洗岩帮。

加强现
场技术管理，做好施工观测，及时收集数据进行整理分析，在施工中不断优化支护形式和参数。

出现底鼓可采取打底锚杆、锚索等措施，底鼓严重时浇筑混凝土反拱。

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