锚索在侧压巷道加固中的应用探讨?
1加固地点的基本情况
山东省兖矿集团南屯煤矿-670泵房,位于井下-670m水平,埋藏深度720m,原为锚喷+刚性支架复合支护,泵房周围岩性为中砂岩和粉砂岩,局部有灰质页岩夹层;顶部以上30m左右位置为3层煤底板,均为中砂岩和粉砂岩,赋存比较稳定。受九采区9308采煤工作面采动影响,泵房巷道出现明显的两帮严重变形等失修现象,泵房三岔点等大断面位置出现了不同程度的裂纹,裂纹已经延伸围岩深部。
2原因分析
造成泵房失修的原因是多方面的,其中采煤工作面采动影响是主要因素。采煤工作面的采动压力通过煤层底板岩层传递给泵房周围围岩,而泵房巷道断面大,锚喷支护的预变形量小,锚杆支护的有效范围不超过2.0米;特别是三岔点跨度较大,围岩应力集中处,当集中应力不能有效的转移分散,局部超过围岩的承载极限时,就造成了泵房围岩深部出现裂隙,直至发生开裂破坏等压力显现发生。
3采取加固方案
通过以上原因分析,采用锚杆加固已经起不到应有效果,达不到围岩深部;由于泵房设备较多而要求必须不能影响正常排水,采用支棚扩修又很困难,最后尝试采用锚索深部加固泵房围岩。加固方案如下:
锚索采用规格φ20~22mm高强度低松弛钢绞线,锚索长度根据现场需要截取,长度为3.0~8.0m不等,锚索间距1.3~1.5m,外露端头用400×400×20mmQ235A钢板制作或采用锻打工艺制造的碟形托盘(直径300mm,中孔径22mm,中厚、边厚18mm,高度30mm)。每根锚索使用2~3卷CKB型树脂锚固剂进行锚固。锚索端部深入泵房两帮稳定岩层不少于1.0m。泵房交岔点处加固锚索根据实际长度可以按需截取,两端采用托盘加固,中间可以不使用锚固剂。锚索在帮部呈“三花”形状交替布置,锚索尽可能垂直巷帮,与巷帮夹角不小于60°(三岔点不小于40°),加固示意图如下:
4施工方法
等工作面采动影响全部消除泵房围岩稳定之后,泵房围岩没有继续变形的趋势。把所需材料运至泵房宽敞存放地点,施工地点5m范围内的设备管线必须采取保护措施,打眼使用顶置式风动钻机(或其它风动钻机)配备B19六棱中空合金钢钻杆打孔,打一个孔立即安装锚索加固,每根锚索预应力不少于80KN,锚固力不低于180KN;为了不破坏围岩的强度,锚索间距不小于1.2m。上部钻孔必须搭设脚手架,泵房交叉点加固锚索可以不使用锚固剂,特别注意的是钻孔方向不能和裂隙方向一致,最好垂直或不小于35°的夹角。
5施工效果及结论
5.1施工效果-670泵房采用锚索加固后,巷道两帮没有继续开裂变形,基本保持现状,满足安全使用要求;后期该泵房又经过九采区工作面的采动侧压影响,巷道围岩没有再发生开裂变形失修,实践证明采用锚索加固基本达到预期效果。
5.2结论①通过兖矿集团南屯煤矿-670泵房加固效果来看,对受侧压影响巷道采用锚索加固技术上可行,施工方案可取,取消了以前巷道扩修带来的大的工程量,减少了人力物力的投入,又提高了施工速度,值得进一步研究和推广。②施工过程中,采用风动钻机打眼时,由于钻孔在帮部,钻孔比较平直,钻孔有一定难度;特别是深部钻孔比较困难,钻机不易向外排粉,钻孔深度较大时容易改变方向,不好控制。如果使用顶置式钻机打眼,顶置式钻机必须改造,须设置可转动方向的固定底座或整体移动的支撑平台。③锚索加固适用于围岩稳定、变形裂隙不是太大太多的硬岩层(岩石普氏系数f≥3)。该加固方法适应于加固范围不大的局部范围加固,大面积加固施工还有一定的困难。④采用锚索加固侧压巷道是经验实践方法,没有经过力学模型计算分析,许多参数还缺乏理论依据,还有待进一步探索和完善。
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下列关于巷道安全施工的规定,正确的是( )。
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