邢東礦超千米埋深排水系統硐室群支護技術研究

張冠華

摘 要：邢東井田資源埋藏較深，采深由600米到接近1300米，深部采區排水系統水平標高-1135m～-1186m，隨著礦井開采深度的增加，采區硐室群布置于超千米埋深大地壓高應力環境中，使得大地壓支護成為制約深部開采的瓶頸。為解決這一瓶頸問題，我們對該排水系統硐室群不同巷道選擇了不同的高強度支護方式，很好的控制了巷道圍巖變形，保證了硐室群的穩定及安全。

關鍵詞：超千米埋深 大地壓 支護 技術

中圖分類號：TD353 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）03（c）-0012-01

邢東井田位于河北省邢臺市東北約4km處，地面海拔高度在+55～+65 m之間。目前礦井二水平標高為-980 m，-980水平通過皮帶下山、軌道下山兩條斜井向下延伸至井田邊界，邢東礦深部采區排水系統建于兩條下山底部，礦井主采煤層2#煤下約10 m，最低標高-1186 m。受埋深大影響，該處巷道應力顯現大，巷道變形嚴重，并且該排水系統位于礦井最深處，服務年限較長。

面對大斷面、超千米埋深大地壓，長服務年限等各種問題，巷道支護強度要求越來越高，針對這一問題，我們對該排水系統硐室群不同巷道選擇了不同的支護技術，主動支護與被動支護相結合，對大斷面的泵房進行了錨網支護+鋼筋混凝土澆筑+壁后注漿支護方式，對水倉等進行了錨網支護+36U型鋼+混凝土澆筑+壁后注漿支護方式，對沉淀池等進行了錨網支護+鋼管混凝土支架+壁后注漿支護方式，很好的控制了巷道圍巖變形，保證了硐室群的穩定及安全，為礦井深部開采排水系統巷道及硐室群支護提供了新的思路與參考。

1 深部采區硐室群支護技術研究

1.1 深部采區大斷面泵房支護

（1）現場施工。

泵房硐室長6 5m，凈寬5.3 m，凈高5.2 m，潛水泵硐室長65 m，凈寬2.8 m，凈高6 m，施工時泵房采用分次掘進，先掘上半部后臥底到設計高度（寬×高=7.3×6.2 m），然后施工潛水泵硐室（寬×高=4.8×7 m），然后整體進行澆筑，最后進行壁后注漿。

（2）支護參數。

泵房及潛水泵硐室均采用全斷面錨網支護，錨網支護后再進行澆注；錨桿采用φ22×3000 mm螺紋鋼超強錨桿，間排距800×800 mm；采用φ21.8×8500 mm19股鋼絞線錨索加強支護，交叉式布置，采用2.6m14號槽鋼連鎖，間排距1500×1600 mm。砼澆注厚度1000 mm，澆筑鋼筋均用φ22mm建筑螺紋鋼，混凝土強度等級為C30。

1.2 水倉支護

（1）現場施工。

內水倉長60 m，外水倉長120 m，巷道凈寬3.6 m，凈高3.2 m，施工時先掘出巷道所需直徑為4.6米純圓形斷面，然后支設36U圓形支架支護，接頭處用高強螺栓擰緊，兩架之間用扁鋼拉桿連住，然后將支架作為配筋澆筑C30混凝土，支架外留50 mm保護層，最后進行壁后注漿。

（2）支護參數。

水倉頂幫先采用錨網支護，錨網支護后支設36U型鋼并進行澆注；錨桿采用φ22×3000 mm螺紋鋼超強錨桿，間排距800×800 mm；采用φ21.8×8500 mm19股鋼絞線錨索加強支護，交叉式布置，采用2.6 m14號槽鋼連鎖，間排距1600×1500 mm。砼澆注厚度500 mm，混凝土強度等級為C30。

1.3 沉淀池支護

（1）現場施工。

主沉淀池長65 m，巷道凈寬4.1 m，施工時先掘出巷道所需直徑為5.0 m純圓形斷面，然后支設鋼管混凝土支架，支架與圍巖間充填袋裝碎矸石作為讓壓層，支護完成后進行噴漿，最后進行壁后注漿。

（2）支護參數。

沉淀池頂幫先采用錨網支護，錨網支護后支設鋼管混凝土支架；錨桿采用φ22×3000 mm螺紋鋼超強錨桿，間排距800×800 mm；采用φ21.8×8500 mm19股鋼絞線錨索加強支護，交叉式布置，采用2.6 m14號槽鋼連鎖，間排距1600×1500 mm。鋼管支架規格為?194×8 mm，純圓形斷面，鋼管內灌注C40混凝土。

1.4 支護技術特點研究

（1）主動支護與被動支護相結合，首先錨網支護，然后支設剛性高強度支架或進行鋼筋混凝土澆筑，在主動支護的基礎上以高強度被動支護控制主動支護的圍巖變形。

（2）硐室斷面選擇最優，因大斷面泵房下需掘進潛水泵小井選擇斷面半圓拱形，水倉及沉淀池選擇最優的圓形斷面。

（3）鋼管混凝土支架創新性設計及使用，保證了高支護力、最優結構性特點，讓壓層留設釋放壓力，使支護斷面初期具有可縮性。

（4）地下工程圍巖既是一種載荷，也是一種結構，錨桿支護和壁后注漿使圍巖形成一個整體承載結構，使圍巖由施載體系向承載體系特性轉變。

2 效果分析

為掌握巷道支護效果，在泵房表面布置測站，采用“十”字法對巷道表面位移進行監測，監測結果顯示，巷道變形在65d后趨于平緩，此時頂板累計下沉量為94 mm，兩幫累計變形量為146 mm，底板底鼓量為79 mm。礦壓監測結果表明，“錨網支護+混凝土澆筑+壁后注漿”的聯合支護技術有效控制了圍巖變形，支護效果顯著。

3 結論

邢東礦-980深部采區排水系統埋深大，處于高應力環境中，地質構造復雜，圍巖較為破碎，屬高應力軟巖范疇，深部采區排水系統三種聯合支護方式既有主動支護，又有被動支護和支護完成后的壁后注漿，借助高強度支護使圍巖進入塑性狀態，達到最大塑性承載力，從而保證了硐室群圍巖的穩定，為深部采空區下大斷面硐室群圍巖控制提供了理論依據和參考。

參考文獻

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