对砌碹巷道修所的探讨.docx

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。21 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 70100mm 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。22 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 1.0m1.0m 的锚杆柱排距凿掏不小于 200mm200mm 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 16mm1600mm 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 7080mm 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。23 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 13m，凿掉活动矸石，然后及时喷射一层 80100mm 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 700mm700mm。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。24 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