【摘 要】人造假顶法是利用超前支护浇灌钢筋砼,形成具有自承能力并有一定抗压强度的半圆拱,再通过注浆加强人造拱与冒落体结合,形成一个更大的稳定拱。在冒顶区较高时,无需将整个冒顶区顶部接实,不仅可节省大量水泥材料和人工,而且施工方便、安全,经济效益明显。
【关键词】钢筋砼;注浆;冒落体;稳定拱;空顶稳定期
山西省翼城县牢寨煤矿设计年产量为0.6Mt/a,2006年改扩建后,年产量为1.2Mt/a,采用一对主、副斜井单水平开拓方式。北翼轨道巷全长530m,施工时采用料石砌碹,现已投入使用。施工时在462m处遇见一落差1.2m的正断层,施工中由于没有进行有效的加强支护,使得1年后断层前后13.5m的范围内,顶部出现大面积冒顶,最高处达6.8m。
以往常用U型金属棚或锚网喷的方法处理冒顶区,不仅施工难度大、安全性低,而且支护效果不好。经综合分析,决定采用人造假顶、超前支护法施工,仅用两周就安全顺利地通过了冒顶区,节约了大量的材料,降低了工程造价。成巷后,经过10个月的观测,未发现任何异常现象。实践证明,这一施工方法安全可靠,便于操作,减少了工作量,加快了施工速度。
1 工程概况
山西省翼城县牢寨煤矿北翼轨道巷全长530m,支护采用料石砌碹,断面净宽3.4m,净高3.25m,在通过断层地段时,因施工中没有进行加强支护,拱顶充填不实,1年后该处出现大范围冒顶,并且断层处伴有少量淋水。
2 施工方法
为确保施工安全,冒顶区采用人造假顶超前支护法施工。
(1)先将冒落体由外向里清理,清理出1.1m左右,搭临时盘护顶。护顶盘由10#槽钢做棚腿,棚脚高3.60m,两脚跨度为4m,用10#槽钢相连(如图1),每棚间距1m。两架棚固定好,再在1、2架棚顶铺1.5寸空心钢管,钢管间距100mm,棚两侧钢管的间距为200mm,空心钢管长度1.5~2m,进入前方冒落体内不少于500mm。管里再插入ф20长3.5m的螺纹钢,做超前支护。
图一:冒落区巷道支护图
(2)继续清理巷道2m左右,再按原来施工方法,放两架棚,固定好后,在第4架棚顶上插入空心钢管和ф20长3.5m的螺纹钢,做超前支护。
(3)每清理3m,开始墙拱扎钢筋网(ф18@300×300mm),喷浆覆盖后,再向前清理3m。在施工过程中可根据情况,清理1m,放一棚,也可清理3m,3架棚一起放,最后喷浆覆盖。钢筋喷浆支护范围要比冒顶区前后多5m,即重新支护24m。
(4)冒顶区全部清理支护好后,再喷浆成巷,喷浆厚度为200mm,砼强度为C20,喷浆成形巷道净宽×净高为3.6×3.35m。
(5)半个月后,巷道受力稳定了,然后打注浆孔,孔深2.5m,再安装注浆锚杆,注浆锚杆长度为2.5m,间距1200×1200mm,最后进行注浆。注浆终压选择在1.5~2MPa之间,注浆浆液水灰比为0.6~1,注浆压力稳定达到设计压力后,该孔注浆结束,如单孔注浆量超过2t水泥,仍未达到设计压力,可停止注浆,转为另一个注浆孔。
(6)一般空顶稳定期后不稳定的岩石绝大部分已冒落,冒落区顶部基本稳定,可直接对其采用注浆加固,使冒落岩石与人造假顶联为一个整体。
3 结语
人造假顶、超前支护法是利用超前支护的钢筋在冒落区,人工制作一个帷幕,防止冒落岩体涌入,减少清理量,然后浇灌钢筋砼,形成具有自承能力并有一定抗压强度的半圆拱,再通过注浆加强人造拱与冒落体结合,形成一个更大的稳定拱。这样不必将所有冒落体清除,不必将整个冒顶区顶部接实,不仅可节省大量材料和人工,而且施工简单、安全、经济效益明显。