廖兵
淮南矿业集团潘一矿安装二队 安徽省 淮南市 232001
1概况
1.1西一（11-2）采区轨道上山工程地质情况
潘一矿西一（11-2）采区系统巷道位于井底车场西北方向，层位大部分位于11-2煤层底板，掘进区段岩性主要以砂质泥岩、泥岩等软岩为主。采区上山巷道设计五条，自西向东分别为岩石回风上山、矸石胶带机上山、轨道上山、胶带机上山、煤层回风上山，巷道净间距自西向东依次为25m、30m、30m和25m。采区上山平面布置如图1-1所示。
1.1.1西一（11-2）采区轨道上山顶底板岩性
采区轨道上山具体各段揭露岩性情况如下：
（1）距轨道上山拨门口0~538m段（即拨门施工平巷段、6.5°上山及上平巷至G19测点）巷顶法距11-2煤20～40.9m，揭露主要断层有Fs54（H=3m）、Fc1（H=4m）、Fs2（H=7m），揭露岩性主要有中细砂岩、粉细砂岩、泥质粉砂岩、泥岩、砂质泥岩、炭质泥岩、花斑泥岩、煤线。
（2）距轨道上山拨门口538~859m段（即3.5°上山段、5°上山段、上平巷段至G26测点前14m）巷顶法距11-2煤20.3～24m，揭露主要断层有Fc6（H=3m），揭露岩性主要有粉细砂岩、砂质泥岩、煤线、炭质泥岩。
（3）距轨道上山拨门口859~1098m段（即5°、7°上山及上平巷至G30测点前38m）巷顶法距11-2煤15～23.4m，揭露主要断层有Fc7（逆）（H=5m），揭露岩性主要有中细砂岩、煤线、炭质泥岩和砂质泥岩。
1.1.2采区地应力分布特征
根据现有采区状况和地质条件，矿方在1252（1）切眼底板巷、1231（1）运顺底板巷和外水仓三个位置进行了原岩应力测量工作。该区最大水平主应力大致呈东西向分布。
1.2西一（11-2）采区轨道上山维护现状
轨道上山设计工程量1461.8m，设计断面：5000×4240mm，设计支护形式：锚网索+架棚+喷注浆支护。巷道在施工过程中，就显现出压力大，经多次巷修，仍持续变形。
1.3西一11-2采区轨道上山巷道损坏原因分析
1、巷道布置层位原因
采区上山的中间三条上山大部分巷道布置在软岩层中。
2、巷道布置间距过小
采区5条上山巷道布置间距为中对中30m，跨度均在5m，巷道布置间距完全在深部巷道破裂损区范围内，从而造成采区巷道之间应力相互叠加、采动影响相互扰动，导致新开挖巷道快速失稳变形。
3、高原岩应力影响
水平主应力呈东西走向，与正北方位成87.3°夹角，水平最大主应力28.8～35.9MPa，垂直应力22MPa左右，侧压力系数最高达1.6，而5条上山走向布置与正北方位夹角7.5°，可见，采区上山巷道走向布置与水平应力方向夹角较大，几乎垂直，其稳定性受水平构造应力和自重垂直应力的双重控制，水平构造应力的影响大于自重应力的影响，从而造成巷道挤压变形快、底鼓严重。
4、断层影响
五条上山施工时受FS2(落差10m)、FS54(落差5m)、FC1(落差4m) 、 FS32(落差7m)等断层影响，其中240～300m巷道压力明显，变形快。
5、巷道前期支护强度不够
为了加快巷道施工进度，巷道前期支护形式均采用单一的架棚支护或单层锚网锚网支护，强度不够，在巷道持续来压作用下，单一支护形式导致巷道快速失稳。
6、采动影响
工作面回采的采动影响使巷道一直处于不稳定状态。
2西一11-2采区轨道上山治理方案及参数设计
2.1施工方案
根据轨道上山损坏原因，采用帮顶底同治思路，采用如下施工方案：
顶梁锚索加固+跟顶刷扩+帮部锚网索梁支护+喷注浆+卧底+绑扎钢筋+C40混凝土全断面浇筑+全断面壁后注浆。
2.2方案参数设计
2.2.1顶梁锚索加固
刷扩前对原有U型棚顶梁补打锚索加固，锚索规格Φ22×7300mm，补打锚索位置在U型棚顶梁梁端上800mm。
2.2.2跟顶刷扩、帮部锚网索梁支护
刷扩后要求净断面5800×4300mm。锚杆采用Φ22×2500mm高强锚杆，间排距800×800mm，锚索采用Φ22×7800mm高强预应力锚索，间排距1000×1000mm。
2.2.3顶帮喷注浆
喷浆厚度为150mm，砼强度等级为C20，水灰比为0.4~0.6，重量配合比为水泥：黄沙：瓜子片=1:2:2；速凝剂掺入量为水泥重量的3%~5%。水泥为P.O32.5普通硅酸盐水泥，黄沙为中粗沙，瓜子片粒径为5~10mm。
每排布置7个注浆孔，孔深3000mm，孔径32mm，封孔长度≮400mm，注浆孔间、排距为1800×3000mm，注浆压力不低于8Mpa。
2.2.4卧底、绑扎钢筋
根据地测二科给定的腰线进行卧底。卧底后巷中腰线至底板2520mm，巷帮腰线至底板1720mm，底部卧成圆弧形状。全断面绑扎钢筋，环筋、纵筋均为：Φ22mm螺纹钢筋，钢筋间距均为200mm。
2.2.5混凝土全断面浇筑
砼强度等级C40，厚度500mm，保护层厚度50mm，左帮预留200×300mm水沟。水泥：水：砂子：石子=1:0.39:1.29:2.88，水灰比为0.35~0.45，要严格按照配比配制混凝土，要随拌随用，拌合时间不得小于1.5min，拌合好的混凝土必须在3h内使用完毕，浇注后用工具抹平，在24h后及时洒水养护。如图1：
图1 全断面浇筑断面图
2.2.6壁后注浆
每排布置7个注浆孔，孔深5000mm，孔径32mm，封孔长度≮600mm，注浆孔间、排距为1800×3000mm，注浆压力不低于10Mpa。
注浆所用浆液为水泥浆，采用P.O32.5普通硅酸盐水泥，水灰比为0.75:1，另加水泥量8%的ACZ-I注浆添加剂，注浆终孔压力4MPa，稳压时间3～5分钟。
每桶浆液的现场配制：搅拌桶容积为0.35m3，加水至搅拌捅的3/5处，用水泥5袋、添加剂1袋，力求加料严格准确，并搅拌均匀。
3施工质量要求
3.1锚杆、锚索要求：锚杆扭矩力不低于200N.m，全长锚固；锚索预紧力不低于30MPa。
3.2喷浆质量要求
（1）喷射用砂浆或混凝土必须严格按照实验室出具的配合比通知单配料。
（2）原则上喷浆应一次喷至设计厚度，因漏顶、片帮造成局部喷厚超过50mm的地段，可分次喷浆成形，喷厚超过200mm的地段，应增加二次锚网支护。
（3）巷道渗、淋水地段应积极采取导水措施，必要时应在喷浆料中添加适量的防渗剂。
3.3浇筑砼施工质量要求
1、浇筑好的硐室，中线到二帮距离均不得小于设计，不得大于设计50mm，腰线至顶，底板距离均不得小于设计，不大于设计50mm。
2、壁厚不小于设计，强度不小于设计。
3、砼表面不得出现裂缝，蜂窝孔洞及露筋现象。
4、钢筋绑扎要牢固，不得出现缺扣，松扣现象。环筋搭接长度700mm、纵筋搭接长度500mm，钢筋的保护层不小于50mm。
论文作者:廖兵
论文发表刊物:《防护工程》2018年第15期
论文发表时间:2018/10/29
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