全圓架棚壁后澆注技術在蒲河煤礦的應用

關宇

摘 要：蒲河煤礦西三采區軌道巷巷道圍巖具有顯著的軟巖特征，巷道壓力大，普通支護不能滿足巷道支護需要，巷道變形嚴重故采取全圓架棚壁后澆注技術對巷道進行支護。

關鍵詞：全圓架棚；壁后水泥；沙子；碎石澆注

1.簡介

1.1項目介紹

沈陽焦煤有限責任公司蒲河煤礦位于沈陽市沈北新區輝山街道望花村北，南接大橋井田，北連洋河井田，南北長5公里，東鄰清水井田、西毗新城子井田、東西寬3.62公里，面積為18.1平方公里。礦井于1959年11月破土動工，1969年2月簡易投產，原設計生產能力為60萬噸/年，目前核定生產能力為150萬噸/年。蒲河煤礦井下西三采區巷道變形嚴重，需經常翻修才能滿足生產需求，維修費用是巷道掘進費用的2-3倍，嚴重阻礙了我礦的正常發展。

分析巷道破壞的原因：

（1）原始地應力大，地質條件復雜，整個西三采區斷層分布較多。

（2）西三采區具有顯著的軟巖特征，巖性多為泥巖和凝灰巖，吸水性強，遇水極易膨脹。

（3）現有支護方式不能滿足圍巖特征，由于軟巖巷道變形量大，變形迅速，為了確保正常生產，每年需要投入大量的人力物力進行翻修。

為了延長巷道服務年限確保服務年限內巷道的安全、正常使用，在我礦西三采區-430回風巷、-400軌道巷進行全圓架棚壁后澆注試驗，為了蒲河煤礦軟巖巷道支護技術奠定理論基礎。

1.2全圓架棚壁后澆注技術介紹

根據國內外地下工程支護經驗表明，全圓架棚壁后澆注是軟巖巷道支護最有效的途徑之一，且U型鋼具有良好的斷面形狀和幾何參數，全圓架棚能較好地適應大變形、大地壓，防止底鼓效果顯著，且該類支架安裝方便，安全可靠，在巷道支護中具有一些其他支架無法比擬的優點。

澆注的目的是粘結受采動影響后的巷道表面圍巖離層、裂隙，將破碎的巷道圍巖進行重新組合，盡量恢復并構成連續的傳力結構體，有利于錨桿錨索加固時力的傳遞，大幅度提高支護的強度和質量。

全圓架棚壁后澆注的作用：

（1）提高U型鋼的支撐能力。

（2）澆注形成結晶體，防止水氣侵入內部巖體，防止水害和風化。

2.施工方法

2.1施工地點

西三采區-400軌道巷、-430回風巷

2.2主要設備與材料

（1）采用礦用36U型鋼架棚（圖1）

（2）采用425水泥、沙子、碎石配制澆注液。

（3）采用 PCSI（B） 型噴漿機

2.3主要技術參數的確定

（1）架U棚安全措施

1）架鋼工作由外向里進行。

2）在架鋼前，將翻棚地點前后10米范圍內的管線落地，用浮貨或挑桿蓋好，不能落地的，防止落下的煤（巖）塊砸壞管線。

3）直徑4.0m的36U環形鋼，棚距為0.5m，每架鋼子上4道鐵撐子（詳見斷面圖 圖2）。

4）上底瓦時，必須有專人負責監視幫、頂的安全情況，發現隱患人員立即撤出。

5）底瓦立好后用料石墊起，高度不低于400mm上好撐子，再上兩塊幫瓦幫撐子卡環上齊螺絲擰緊，最后上頂瓦，注意底瓦的穩定，以防傷人。

6）上頂瓦前必須搭設牢固平臺，寬度為2.5米、高度以不影響人及礦車通過為準。搭好平臺后檢查平臺的牢固情況，在確定牢固后再架頂瓦。在上頂瓦過程中要時刻注意平臺的牢固情況，發現問題及時處理。棚子架好后，找好中心、腰線、棚子要上尺、上線，合格后用標準撐子撐好，然后鋪上蘆草席進行砼充填。

（7）架鋼滯后工作面不得大于10m。

（8）架鋼時，必須5人以上，互相配合架設，由班長負責統一指揮。

（2）壁后充填安全技術措施

1）在棚后鋪鋼筋網及葦席時，必須要鋪平、拉緊。網于網、席與席間必須用10#以上的鐵線進行幫扎，鐵線必須用鉗子擰緊，綁扎間距0.2m。

2）鋼筋網無需搭接，相鄰兩片鋼筋網之間必須用10#以上鐵線進行綁扎，綁扎間距≤200mm。

3）葦席鋪在鋼筋網上（鋪滿防止漏漿），搭接≥200mm，綁扎間距≤200mm。

4）充填前第一架鋼的棚頭必須用玻璃絲袋子裝貨自下而上分段進行封堵，封堵要嚴密以不跑漿為準。

5）壁后充填厚度為400mm，混凝土配合比為；水泥：砂子：石子=1：1：1（體積比），注水量適當調整，以滿足混凝土濕度。

6）充填前將噴頭調好位置及角度，并將噴頭牢固的綁在鋼棚上。

7）充填時由下向上進行，只許一人操作，一人監視，其余人員撤出到距充填位置10m以外。

8）混凝土養生時間不得少于8小時。

3.巷道變形數據監測

3.1巷道變形觀測方法

在巷道施工段設置了10組巷道表面位移觀測點，間隔5m，觀測點布置為十字法，觀測巷道頂底板及兩幫的位移變化量，前兩個月每5天觀測一次變形量，第三個月到第6個月每隔半月測量一次，6個月后每月觀測一次變形量。

3.2巷道變形量描述

通過對半年觀測數據的整理發現，采用全圓架棚壁厚澆注支護后，巷道第一個月頂底板有50-100mm的位移量，兩幫有100-150mm的位移量，一個月后巷道變形量趨于穩定，半年內頂底板位移量在150-200mm，兩幫在200-300mm。（見圖3）

3.3巷道變形量分析

巷道在剛全圓架棚澆注的30天內，由于圍巖處于剛被破壞，圍巖應力重新分布時期，有明顯的位移變化，屬正常情況，后逐漸趨于穩定，說明已經起到支護作用。

4.結束語

西三采區-400軌道巷、-430回風巷巷道采用全圓架棚壁后澆注支護以后的巷道斷面及造型保持完好，支護效果良好，頂底板控制有效，抑制了兩幫圍巖的位移，可有效地控制軟巖巷道的變形，滿足了生產需要，說明這種支護方法完全適用于軟巖巷道。

摘 要：蒲河煤礦西三采區軌道巷巷道圍巖具有顯著的軟巖特征，巷道壓力大，普通支護不能滿足巷道支護需要，巷道變形嚴重故采取全圓架棚壁后澆注技術對巷道進行支護。

關鍵詞：全圓架棚；壁后水泥；沙子；碎石澆注

1.簡介

1.1項目介紹

沈陽焦煤有限責任公司蒲河煤礦位于沈陽市沈北新區輝山街道望花村北，南接大橋井田，北連洋河井田，南北長5公里，東鄰清水井田、西毗新城子井田、東西寬3.62公里，面積為18.1平方公里。礦井于1959年11月破土動工，1969年2月簡易投產，原設計生產能力為60萬噸/年，目前核定生產能力為150萬噸/年。蒲河煤礦井下西三采區巷道變形嚴重，需經常翻修才能滿足生產需求，維修費用是巷道掘進費用的2-3倍，嚴重阻礙了我礦的正常發展。

分析巷道破壞的原因：

（1）原始地應力大，地質條件復雜，整個西三采區斷層分布較多。

（2）西三采區具有顯著的軟巖特征，巖性多為泥巖和凝灰巖，吸水性強，遇水極易膨脹。

（3）現有支護方式不能滿足圍巖特征，由于軟巖巷道變形量大，變形迅速，為了確保正常生產，每年需要投入大量的人力物力進行翻修。

為了延長巷道服務年限確保服務年限內巷道的安全、正常使用，在我礦西三采區-430回風巷、-400軌道巷進行全圓架棚壁后澆注試驗，為了蒲河煤礦軟巖巷道支護技術奠定理論基礎。

1.2全圓架棚壁后澆注技術介紹

根據國內外地下工程支護經驗表明，全圓架棚壁后澆注是軟巖巷道支護最有效的途徑之一，且U型鋼具有良好的斷面形狀和幾何參數，全圓架棚能較好地適應大變形、大地壓，防止底鼓效果顯著，且該類支架安裝方便，安全可靠，在巷道支護中具有一些其他支架無法比擬的優點。

澆注的目的是粘結受采動影響后的巷道表面圍巖離層、裂隙，將破碎的巷道圍巖進行重新組合，盡量恢復并構成連續的傳力結構體，有利于錨桿錨索加固時力的傳遞，大幅度提高支護的強度和質量。

全圓架棚壁后澆注的作用：

（1）提高U型鋼的支撐能力。

（2）澆注形成結晶體，防止水氣侵入內部巖體，防止水害和風化。

2.施工方法

2.1施工地點

西三采區-400軌道巷、-430回風巷

2.2主要設備與材料

（1）采用礦用36U型鋼架棚（圖1）

（2）采用425水泥、沙子、碎石配制澆注液。

（3）采用 PCSI（B） 型噴漿機

2.3主要技術參數的確定

（1）架U棚安全措施

1）架鋼工作由外向里進行。

2）在架鋼前，將翻棚地點前后10米范圍內的管線落地，用浮貨或挑桿蓋好，不能落地的，防止落下的煤（巖）塊砸壞管線。

3）直徑4.0m的36U環形鋼，棚距為0.5m，每架鋼子上4道鐵撐子（詳見斷面圖 圖2）。

4）上底瓦時，必須有專人負責監視幫、頂的安全情況，發現隱患人員立即撤出。

5）底瓦立好后用料石墊起，高度不低于400mm上好撐子，再上兩塊幫瓦幫撐子卡環上齊螺絲擰緊，最后上頂瓦，注意底瓦的穩定，以防傷人。

6）上頂瓦前必須搭設牢固平臺，寬度為2.5米、高度以不影響人及礦車通過為準。搭好平臺后檢查平臺的牢固情況，在確定牢固后再架頂瓦。在上頂瓦過程中要時刻注意平臺的牢固情況，發現問題及時處理。棚子架好后，找好中心、腰線、棚子要上尺、上線，合格后用標準撐子撐好，然后鋪上蘆草席進行砼充填。

（7）架鋼滯后工作面不得大于10m。

（8）架鋼時，必須5人以上，互相配合架設，由班長負責統一指揮。

（2）壁后充填安全技術措施

1）在棚后鋪鋼筋網及葦席時，必須要鋪平、拉緊。網于網、席與席間必須用10#以上的鐵線進行幫扎，鐵線必須用鉗子擰緊，綁扎間距0.2m。

2）鋼筋網無需搭接，相鄰兩片鋼筋網之間必須用10#以上鐵線進行綁扎，綁扎間距≤200mm。

3）葦席鋪在鋼筋網上（鋪滿防止漏漿），搭接≥200mm，綁扎間距≤200mm。

4）充填前第一架鋼的棚頭必須用玻璃絲袋子裝貨自下而上分段進行封堵，封堵要嚴密以不跑漿為準。

5）壁后充填厚度為400mm，混凝土配合比為；水泥：砂子：石子=1：1：1（體積比），注水量適當調整，以滿足混凝土濕度。

6）充填前將噴頭調好位置及角度，并將噴頭牢固的綁在鋼棚上。

7）充填時由下向上進行，只許一人操作，一人監視，其余人員撤出到距充填位置10m以外。

8）混凝土養生時間不得少于8小時。

3.巷道變形數據監測

3.1巷道變形觀測方法

在巷道施工段設置了10組巷道表面位移觀測點，間隔5m，觀測點布置為十字法，觀測巷道頂底板及兩幫的位移變化量，前兩個月每5天觀測一次變形量，第三個月到第6個月每隔半月測量一次，6個月后每月觀測一次變形量。

3.2巷道變形量描述

通過對半年觀測數據的整理發現，采用全圓架棚壁厚澆注支護后，巷道第一個月頂底板有50-100mm的位移量，兩幫有100-150mm的位移量，一個月后巷道變形量趨于穩定，半年內頂底板位移量在150-200mm，兩幫在200-300mm。（見圖3）

3.3巷道變形量分析

巷道在剛全圓架棚澆注的30天內，由于圍巖處于剛被破壞，圍巖應力重新分布時期，有明顯的位移變化，屬正常情況，后逐漸趨于穩定，說明已經起到支護作用。

4.結束語

西三采區-400軌道巷、-430回風巷巷道采用全圓架棚壁后澆注支護以后的巷道斷面及造型保持完好，支護效果良好，頂底板控制有效，抑制了兩幫圍巖的位移，可有效地控制軟巖巷道的變形，滿足了生產需要，說明這種支護方法完全適用于軟巖巷道。

摘 要：蒲河煤礦西三采區軌道巷巷道圍巖具有顯著的軟巖特征，巷道壓力大，普通支護不能滿足巷道支護需要，巷道變形嚴重故采取全圓架棚壁后澆注技術對巷道進行支護。

關鍵詞：全圓架棚；壁后水泥；沙子；碎石澆注

1.簡介

1.1項目介紹

沈陽焦煤有限責任公司蒲河煤礦位于沈陽市沈北新區輝山街道望花村北，南接大橋井田，北連洋河井田，南北長5公里，東鄰清水井田、西毗新城子井田、東西寬3.62公里，面積為18.1平方公里。礦井于1959年11月破土動工，1969年2月簡易投產，原設計生產能力為60萬噸/年，目前核定生產能力為150萬噸/年。蒲河煤礦井下西三采區巷道變形嚴重，需經常翻修才能滿足生產需求，維修費用是巷道掘進費用的2-3倍，嚴重阻礙了我礦的正常發展。

分析巷道破壞的原因：

（1）原始地應力大，地質條件復雜，整個西三采區斷層分布較多。

（2）西三采區具有顯著的軟巖特征，巖性多為泥巖和凝灰巖，吸水性強，遇水極易膨脹。

（3）現有支護方式不能滿足圍巖特征，由于軟巖巷道變形量大，變形迅速，為了確保正常生產，每年需要投入大量的人力物力進行翻修。

為了延長巷道服務年限確保服務年限內巷道的安全、正常使用，在我礦西三采區-430回風巷、-400軌道巷進行全圓架棚壁后澆注試驗，為了蒲河煤礦軟巖巷道支護技術奠定理論基礎。

1.2全圓架棚壁后澆注技術介紹

根據國內外地下工程支護經驗表明，全圓架棚壁后澆注是軟巖巷道支護最有效的途徑之一，且U型鋼具有良好的斷面形狀和幾何參數，全圓架棚能較好地適應大變形、大地壓，防止底鼓效果顯著，且該類支架安裝方便，安全可靠，在巷道支護中具有一些其他支架無法比擬的優點。

澆注的目的是粘結受采動影響后的巷道表面圍巖離層、裂隙，將破碎的巷道圍巖進行重新組合，盡量恢復并構成連續的傳力結構體，有利于錨桿錨索加固時力的傳遞，大幅度提高支護的強度和質量。

全圓架棚壁后澆注的作用：

（1）提高U型鋼的支撐能力。

（2）澆注形成結晶體，防止水氣侵入內部巖體，防止水害和風化。

2.施工方法

2.1施工地點

西三采區-400軌道巷、-430回風巷

2.2主要設備與材料

（1）采用礦用36U型鋼架棚（圖1）

（2）采用425水泥、沙子、碎石配制澆注液。

（3）采用 PCSI（B） 型噴漿機

2.3主要技術參數的確定

（1）架U棚安全措施

1）架鋼工作由外向里進行。

2）在架鋼前，將翻棚地點前后10米范圍內的管線落地，用浮貨或挑桿蓋好，不能落地的，防止落下的煤（巖）塊砸壞管線。

3）直徑4.0m的36U環形鋼，棚距為0.5m，每架鋼子上4道鐵撐子（詳見斷面圖 圖2）。

4）上底瓦時，必須有專人負責監視幫、頂的安全情況，發現隱患人員立即撤出。

5）底瓦立好后用料石墊起，高度不低于400mm上好撐子，再上兩塊幫瓦幫撐子卡環上齊螺絲擰緊，最后上頂瓦，注意底瓦的穩定，以防傷人。

6）上頂瓦前必須搭設牢固平臺，寬度為2.5米、高度以不影響人及礦車通過為準。搭好平臺后檢查平臺的牢固情況，在確定牢固后再架頂瓦。在上頂瓦過程中要時刻注意平臺的牢固情況，發現問題及時處理。棚子架好后，找好中心、腰線、棚子要上尺、上線，合格后用標準撐子撐好，然后鋪上蘆草席進行砼充填。

（7）架鋼滯后工作面不得大于10m。

（8）架鋼時，必須5人以上，互相配合架設，由班長負責統一指揮。

（2）壁后充填安全技術措施

1）在棚后鋪鋼筋網及葦席時，必須要鋪平、拉緊。網于網、席與席間必須用10#以上的鐵線進行幫扎，鐵線必須用鉗子擰緊，綁扎間距0.2m。

2）鋼筋網無需搭接，相鄰兩片鋼筋網之間必須用10#以上鐵線進行綁扎，綁扎間距≤200mm。

3）葦席鋪在鋼筋網上（鋪滿防止漏漿），搭接≥200mm，綁扎間距≤200mm。

4）充填前第一架鋼的棚頭必須用玻璃絲袋子裝貨自下而上分段進行封堵，封堵要嚴密以不跑漿為準。

5）壁后充填厚度為400mm，混凝土配合比為；水泥：砂子：石子=1：1：1（體積比），注水量適當調整，以滿足混凝土濕度。

6）充填前將噴頭調好位置及角度，并將噴頭牢固的綁在鋼棚上。

7）充填時由下向上進行，只許一人操作，一人監視，其余人員撤出到距充填位置10m以外。

8）混凝土養生時間不得少于8小時。

3.巷道變形數據監測

3.1巷道變形觀測方法

在巷道施工段設置了10組巷道表面位移觀測點，間隔5m，觀測點布置為十字法，觀測巷道頂底板及兩幫的位移變化量，前兩個月每5天觀測一次變形量，第三個月到第6個月每隔半月測量一次，6個月后每月觀測一次變形量。

3.2巷道變形量描述

通過對半年觀測數據的整理發現，采用全圓架棚壁厚澆注支護后，巷道第一個月頂底板有50-100mm的位移量，兩幫有100-150mm的位移量，一個月后巷道變形量趨于穩定，半年內頂底板位移量在150-200mm，兩幫在200-300mm。（見圖3）

3.3巷道變形量分析

巷道在剛全圓架棚澆注的30天內，由于圍巖處于剛被破壞，圍巖應力重新分布時期，有明顯的位移變化，屬正常情況，后逐漸趨于穩定，說明已經起到支護作用。

4.結束語

西三采區-400軌道巷、-430回風巷巷道采用全圓架棚壁后澆注支護以后的巷道斷面及造型保持完好，支護效果良好，頂底板控制有效，抑制了兩幫圍巖的位移，可有效地控制軟巖巷道的變形，滿足了生產需要，說明這種支護方法完全適用于軟巖巷道。