徐洪文,刘华飞
(黑龙江省冶金设计规划院,哈尔滨150001)
某生产矿井中段变电所地处该井一翼,由于矿山压力显现,巷道底板底鼓严重。威胁设备安全运行及给检修人员带来不变。
该变电所负责1个采区的供电工作,并且服务时间较长。针对巷道底鼓现象进行不定期的卧底整平,不能及时消除设备运转中的隐患,并且干扰了变电所内正常的检修维护工作。经过矿方技术人员及生产单位多名技术人员论证,决定对该底板先卧底后注浆再施工锚索地梁的联合加固技术。经现场观测,该方案有效的治理了巷道底板底鼓现象。
该变电所位于该矿下部采区,矿山压力较大。自投入使用以来,每隔4~5个月就进行一次巷道底板卧底平整工作。该底板为粉质泥岩,有裂隙,岩石整体性较差,硬度小。该变电所负责整个下山采区的停送电工作,服务年限15年。
(1)矿山底板底鼓通常采取卧底平整方法,对压力不大的地点可稳定2年左右;对于压力较大的地点很难保持到半年以上。
(2)卧底平整后存在大量的矸石需要转运,对于变电所内地点小,远离井口,造成转运困难。
(3)变电所内供电设备较多,牵系着采区上百台设备的安全运转,人员在里面施工难免不给供电安全留下隐患。
通过对巷道围岩进行注浆,利用浆液胶结破碎松散岩层,充填松散岩层和空旷处,在其外围形成完整的注浆帷幕带和围岩一起共同承载矿山压力。
通过对巷道底板施工深部锚索对底板主动支护,另外和锚索地梁连成1个整体共同抵抗底板压力,有效遏制了底板变形。
3.3.1 注浆设计
变电所内长度35m,宽度4m,高度3.6m。巷道原支护设计为锚网喷支护,底板为0.1m厚地坪。根据该段巷道水泥扩散半径,设计注浆眼间排距1.5m×2m。注浆眼分浅深孔结合应用,浅孔深度2m,注浆压力2.0MPa;深孔深度4m,注浆压力6.0MPa。(见表1)
表1 注浆孔参数
3.3.2 地槽设计
由于锚索施工后有200mm的外漏长度,给行人留下安全隐患,因此,需挖地槽把外漏过长的锚索给掩埋起来。地槽设计宽×深=0.3×0.3m,锚索张拉后需回填。
表2 地槽参数
3.3.3 锚索梁联合支护
锚 索 规 格 为:Φ21.8×6200mm,间 距 为1300mm,排距为1500mm;T型钢梁规格:3000×140mm,眼间距为1300mm,T型钢带托盘规格:200×140mm。
底板锚索由地锚机施工,每根锚索放置3根Z2380锚固剂,2块T型钢梁放置在锚索上后进行张拉,抗拉拔力不小于200kN。(表2)
表3 锚索梁参数
(1)由于地锚机打眼消耗大量的水,造成变电所内造成大量的积水,给变电所内供电安全留下隐患。施工过程中需及时排水,保护好电器设备,消除安全隐患。
(2)锚索眼施工后待眼内水渗净后安装锚索,防止锚索失效,必要时采取压风管扫孔。
图1 联合支护布置图
图2 联合支护断面图
(3)锚索张拉时锚固力必须达到要求,确保支护质量。
底板注浆+锚索梁联合支护技术能够有效的治理巷道底鼓,为深部矿井压力大的采区底板治理提供了新思路。
[1]钱鸣高.石平五矿山压力与控制[M].徐州:中国矿业大学出版社,2003.
[2]赵兴东.井巷工程[C]∥北京:冶金工业出版社,2010.
[3]王新刚.注浆材料与施工工艺[C]∥北京:中国建材工业出版社,2008.