对砌碹巷道修所的探讨

对砌碹巷道修所的探讨对砌碹巷道修所的探讨 砌碹作为传统的支护方式 在开拓和准备巷道中曾经得到广泛 使用 目前 虽然比较先进的锚喷支护在煤矿中已经推广普及 但是 由于砌碹支护具有材料来源广 投资小 抗压强度大 对软岩及破碎带围岩整体封闭相对好等优点 因而部分煤矿在 服务年限长 地压较大的主要巷道仍采用这种支护方式 由于 碹体的刚性特点 在矿山压力的作用下 碹体常出现大范围损 坏的现象 给运输 通风和行人带来了威胁 如何对损坏的砌 碹巷道进行经济有效的修护 使其在服务年限内保证正常使用 仍然是煤矿技术工作者面临的课题 为此 通过对皖北煤电公 司几个矿井修护砌碹巷道的调查统计 提出几点浅显的看法 1 碹体破坏的原因 巷道开挖后 围岩原有的应力平衡状态受到了破坏 巷道周边 依次形成松动圈 塑性变形区和弹性变形区 围岩松动圈和塑 变区是围岩体弹性能释放后的一种状态 它是在岩体的破裂和 运动中形成的 由于塑性变形区的岩体都具有较大支承强度 所以巷道的支护对象是围岩松动圈 松动圈岩块由裸露到表层 到内部破裂面存在着由小到大的摩擦力 当这种摩擦力足够大 时 就可使岩块相互啮合而不掉落 利用松动圈内这层自承带 来加固巷道是修护技术的基本构想 碹体整体式支架作为一种 刚性支护体 有其良好的承载能力 但是 当壁后存在空间时 由于不能及时支护围岩 一旦围岩产生动压 碹体就会遭到脆 性破坏 凹凸不平的岩体表面对碹体造成的应力集中 是碹体 破坏的直接原因 通过对皖北煤电公司部分矿井砌碹巷道破坏的调查分析 得出 的碹体破坏原因有以下几点 1 掘进巷道成型差 部分地段超挖严重 冒空区过顶不实 造成支架受载不均 来压后呈屋脊变形 2 过地质构造带 软岩及穿煤层段巷道易破坏 其原因是 破碎带 软岩及煤层稳定性差 3 受采动影响巷道被破坏最为普遍 由于采场动压破坏了 巷道围岩的受力平衡 导致巷道支架破坏 2 砌碹巷道的修复 碹体受压变形后 砌块接缝中的灰浆粘结力被破坏 碹壁开裂 直墙鼓出 拱顶呈锅底下坠或平顶 顶空呈屋脊形 此时 由 于碹石相互咬合 凹凸毛糙的缝隙表面产生的摩擦力使碹体呈 多铰拱状态 外观上呈现柔性起伏 使载荷分布均匀 在承受 200mm 的变成后仍具有一定的支撑力 由于砌碹支架的脆性特 点 这种变形破坏达到一定程度就会造成掉落或冒顶 因而 在它还具备一定残余强度时进行修护是非常必要的 为此 提 出以下几种修护方法供参考 2 1 喷射混凝土修护 直墙半圆拱巷道拱部较易损坏 如果不再受采动影响或压力趋 于稳定 对拱部只需冲刷后喷射 70 100mm 厚的混凝土进行粘 贴补强即可 这种方法的优点是机械化程度高 劳动强度小 施工快 由于巷道压力已经释放 破碎围岩近似成为均一岩性 大部分灰浆渗入碹壁表面裂隙 能使互不联系或联系较弱的碹 块重新胶结成一整体 喷体与碹体相互依存 共同受力 其微 小的可缩性和较大的刚度既能阻止或减缓软岩的蠕变 又能适 应巷道的收敛变形 2 2 凿壁锚喷修护 压碎变形的碹壁表面 尖棱毛糙 龟裂纵横 打锚杆钻孔易产 生卡钻现象 即使粘透碹壁 也因壁后充填物而使钻头受阻或 钻杆不易拔出 另外 壁后有一定的空间也使快硬水泥锚固剂 不易从壁孔送入岩孔内 为解决这个问题 在点柱维护的碹壁 上按 1 0m 1 0m 的锚杆柱排距凿掏不小于 200mm 200mm 的壁 窑 掏出或分开壁后阻挡的活动矸石 然后在壁窑内钻眼 选 用 16mm 1600mm 端头弯曲式快硬水泥锚杆 安装时杆尾应露 出碹壁壁面 110mm 左右 并用塑料薄膜包裹杆尾螺纹 冲刷碹 壁后喷射 70 80mm 厚的混凝土 要求填平喷圆 尤其对壁窑要 喷填严实 然后拆除杆尾包裹物 上托板紧固 由于存在壁厚 及壁后空间 围岩实际锚固厚度在 1 1m 左右 其修护机理是 1 高速喷出的混凝土射流嵌入壁缝 使砌块重新粘结牢固 恢复原有的拱形断面和抗压强度 2 嵌入壁窑的混凝土与其中尾部杆体铸成高强度的楔块 它把喷层与碹壁楔紧粘牢 使其不易离层脱落 3 使壁后空间普遍减少 非均质岩性趋于均一 支架受力 趋于均匀 经过喷射混凝土补强 清除了应力集中 改善了承 载结构 4 支架的载荷被锚杆拉拽分担 提高了支架的承载能力 2 3 扒碹锚喷修护 如果岩石硬度中等 破碎程度较轻 可采用扒碹锚喷进行修护 具体方法是 从一端开始向一另端顺砌行扒掉拱肩以上的坏碹 四周用带帽点柱维护 每次扒碹长度视岩性而定 一般为 1 3m 凿掉活动矸石 然后及时喷射一层 80 100mm 厚的混凝 土 必要时铺金属网 两帮拱肩碹茬处要实 凝固后打眼安装 锚杆托板锚固 锚距 700mm 700mm 该段支护完成后 再继 续向前扒碹 如此循环前进 其特点是 锚喷后 在扩大巷道 断面的同时 又重新构筑起支架的拱形结构 并提高围岩的强 度 改善支护状况 2 4 金属无腿拱棚和 u 型钢拱形可缩性支架支护 在穿煤层破碎带 冒顶区接顶段或巷道超挖后充填物太厚地段 可采用金属无腿拱棚和 u 型钢拱可缩性支架支护 1 金属无腿拱棚修护 在碹拱拱肩完好处凿壁掏孔 插入 拱棚道橛 用混凝土封实橛窝 水泥背板过顶 再喷射一层 70 100mm 厚的混凝土 形成钢筋混凝土复合支架 具有很高 的承载能力 2 u