深井软岩巷道优化支护设计

科　科ｆ苑Ｉ论Ｉ坛　深井软岩巷道优化支护设计　Ｔｈｅ　ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｄｅｅｐ　ｗｅｌ１　ｓｏｆｔ　ｒｏｃｋ　ｔｕｎｎｅｌ　ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ　ｔｈｅ　ｓｕｐｐｏｒｔｉｏｎｓ　ａｎｄ　ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎｓ　ｄｅｓｉｇｎ　王秀仁　（鸡西矿业集团公司东海煤矿，黑龙江鸡西１５８ｌ７５）　摘要：对于深井巷道，采取优化支护设计，以锚杆、网、索联合支护取代石墙、钢粱刚性支护，解决地压大、难支护的问题．经济效益显ｉ　。　关键词：深井巷道；优化设计；临界深度　ＡｂｓＷａ￣：Ｒｅｇａｒｄｉｎｇ　ｔｈｅ　ｄｅｅｐ　ｗｅｌｌ　ｔｕｎｎｅｌ，ａｄｏｐｔｉｎｇ　ｔｈｅ　ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ　ｓｕｐｐｏｒｔｌｏｎｓ　ａｎｄ　ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎｓ　ｄｅｓｉｇｎ，ｓｕｂｓｔｉｔｕｔｉｎｇ　ｔｈｅ　ａｎｃｈｏｒ　ｒｏｄ，ｔｈｅ　ｎｅｔｔｈｅ　，ｒｏｐｅ　ｕｎｉｏｎｔｅｄ　ｓｕｐｐｏｒｔｉｏｎｓ　ａｎｄ　ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎｓ　ｆｏｒ　ｓｔｏｎｅ　ｗａｌｌ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｓｔｅｅｌ　ｇｉｒｄｅｒ　ｒｉｇｉｄｉｔｙ　ｓｕｐｐｏｒｔｉｏｎｓ　ａｎｄ　ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎｓｔｏ　ｓｏｌｖｅ　ｔｈｅ　ｑｕｅｓｔｉｏｎｓ　ａｂｏｕｔ　ｂｉｇ　，ｇｅｏｓｔａｔｉｃ　ｐｒｅｓｓｕｒｅ　ａｎｄ　ｈａｒｄ　ｓｕｐｐｏｒｔｉｏｎｓ　ａｎｄ　ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎｓ，ｔｈｅ　ｅｃｏｎｏｍｉｃ　ｂｅｎｉｆｉｔ　ｉｓ　ｒｅｍａｒｋａｂｌｅ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：Ｔｈｅ　ｄｅｅｐｗｅｌｌ　ｔｕｎｎｅｌ；ｔｈｅ　ｏｐｔｉｉｚｅｄ　ｄｅｓｉｍｎ；ｇＣｒｉｔｉｃａｌ　ｄｅｐｔ　东海矿五采区已进入深部开采，现主要开　ｓ　（８　）ｍ　学特性决定的。塑性圈具有以下两个力学效应：　拓巷道大多集中在地表８００ｍ以下。３２—３５＃层　式中：Ｓ　锚杆间排距；　ｍ减少应力集中；　联络石门位于－６６０ｍ标高，巷道长３００ｍ，所处岩　８　一单排锚杆的极限破断力；　ｂ．改善围岩承载状态，使应力集中医向深　层地质构造简单，裂隙较发育，无较大断层。围岩Ｐ一支护载荷，ＫＮ／ｍ：。　部。　岩石坚固性系数ｆ＝４－６。巷道施工设计净宽为　２锚杆长度的确定　而内部围岩处于三向受力状态，承载力强，　３．２ｍ，净高为２．８ｍ，巷道断面为半圆拱型，采用Ｌ＝Ｌ　＋　，　这样就可以使岩石在支护作用下，达到基本稳定　水泥锚杆支护，锚杆支护密度Ｏ．８ｍｘＯ．８ｍ，每排５　Ｌ２＝ｏ　５ａ（ＫＰ／８）　的状态。合理的支护必须对变形进行有效控制，　根，局部顶板破碎处采取砌石墙，上１２＃工字钢　卜锚杆长度，ｍ；　使之产生均匀的塑性圈，同步承载。通过现场观　梁支护。巷道完工后３年时间内，顶底板移近量　Ｌ。—锚杆外露长度，Ｏ．０５ｍ；　测，巷道变形破坏首先从局部开始，导致整体失　达到０．４～０．８ｍ，巷道破坏严重，表现为顶底板移　Ｉ　—锚杆有效长度，ｍ；　去稳定性，破坏部位的产生是支护与围岩不协调　近量大，支护失效，并伴有底鼓和片帮。砌石墙范Ｌ，—锚固长度，Ｏ．７ｍ；　所致。深井巷道地压大，如采用石材等刚性支护，　围内钢梁弯曲下沉，石墙开裂。由于巷道开掘时ａ一巷道宽度，３．２ｍ；　只有大于围岩应力时才能有效支护，而棚式刚性　支护手段比较落后，只采用普通的６１６圆钢杆Ｋ—抗拉强度系数，取３；　支护支护强度上远达不到要求。　体，水泥药卷锚固。成巷时工程质量很好，在压力Ｐ一支护载荷，ＫＮ／ｍ　；　实践与理论证明，锚网、索组合支护是深井　作用下，虽然围岩强度较高，顶板完整，但巷道埋子一岩层抗拉强度，ＫＮ／ｍ　。　软岩维护的有效手段，锚杆可具有１０％以上的　藏深度大，又在３２＃右七佑八路回采动压影响　支护设计是针对巷道具有深井软岩特性的　延伸率，并能满足支护强度要求。为了达到锚杆　下，表现出大变形、大地压、难支护的特点，支护　客观实际，并结合现场调查，从围岩开始产生变　与锚索同步承载，实现支护强度的匹配，锚杆的　多处失效，需要复修。维修中通过对现场观测，分　形的埋藏深度确定了巷道位于软化临界深度以　初锚力选择５０～６０ＫＮ。　析，采取软岩支护方法，确定了锚杆、梯形钢带、　下。岩石软化临界深度的地应力水平大致相当于　通过对围岩地质学观测，对支护采取优化　金属网、喷射混凝土联合支护方式，锚杆为直径　软化临界荷载，软化临界荷载为８，８＝ＫＲ　，Ｒ广　选择，采取锚网索联合支护已经在东海矿五采区　６２ｏ，长度２．２米左旋无纵筋螺纹钢，树脂锚固剂　岩石单轴抗压强度，Ｋ—经验系数（视围岩为高　多条巷道施工中取得成功，不仅控制了巷道有害　锚固，效果很好。　应力软岩，Ｋ＝０．５加．７。如按常规设计则会造成支　变形，并在很大程度上防止了片帮、底鼓的发生。　３２—３５＃层联络巷所处围岩属工程类软岩，　护失败，即使多次返修也不会稳定。由于严格按　同时可以大大减少工人的劳动强度，减少支护材　工程软岩是指在压力作用下能产生显著塑性变　照软岩工程力学理论和支护对策进行设计，支护　料费，经济效益很显著。　形的工程岩体。工程软岩支护不仅重视围岩强度效果比较好。　作者简介：王秀仁（１９６８～），男，汉族，黑龙　特性，而且强调软岩所承受的工程力荷载的大　确定了软岩工程后，就必须使支护与之相　江鸡西人，１９９１年毕业于辽源煤校地下采煤专　小，把握软岩的相对性实质，即工程软岩需要满　适应。软岩支护原则是力求控制产生—个合理厚　业，助理工程师，现在鸡西矿业集团公司东海矿　足的条件是：　度的塑性圈，以释放围岩的变形能，这是岩石力　从事采掘技术工作。　责任编辑：赵淑珍　６≥［剐，ｕ≥ｆｕ】，　式中，＆一工程荷载，ＭＰａ；　［８卜岩体强度，ＭＰａ；　ｕ一巷道变形量，ａｍ；　［ｕ卜一巷道允许变形量，ｍｍ。　联络巷石门整条巷道均表现出以塑性变形　为主体的压力作用，变形量超过了工程设计允许　值，并影响了工程的正常使用。这与同等强度围　岩、同等支护条件下的浅部巷道相比，变形破坏　与深度有关的特性十分明显。造成巷道变形破坏　的原因是高应力，主要来自深度大的自重应力及　回采应力集中。而局部采取的料石砌墙架“工”字　钢梁支护，被动承载，这种刚性支护不能适应大　变形、高应力的要求，最终导致巷道严重失修。　巷道修复设计时采取锚粱网联合支护，并　喷射混凝土，以锚索加强支护，比较符合软岩对　支护特性的要求。锚杆支护问距为０．８ｍｘＯ．８ｍ，　每排ｌ３根，锚索间距为１．２ｍｘ１．６ｍ，长度７．２ｍ，　锚固长度为３个树脂药卷，总长度１．０５ｍ。　１锚杆支护密度由下式确定　【上接２１６页）　２．１加强设计监督管理，提高　设计水平。建立健全规划设计的监督管理机制，杜　绝无证设计，杜绝不合格、不合理设计，尽量减少　行政干预，减少不顾规划的短期局部行为。推广新　技术、新经验、鼓励设计部门采用新方案、新技术。　２２加强施工管理，严把工程质量关。严格按　图纸施工，经过会审的图纸是施工的主要依据，施　工人员不得任意改变。做好施工组织设计，加强工　艺管理，在施工过程中，每道工序都应严格按照操　作规程和技术要求进行施工和验收，发现问题，及　时处理补救，不留隐患。加强质量管理，建立健全　质量保证体系。施工现场必须配备相应的质量检　查员，做好施工中的质检工作，同时，加大质量蠊　督　度，不合格管材不准进现场，上道工序不合格　决不允许下道工序施工。对易出现质量问题的重　要部位要重点监督检查，并及时做好隐蔽工程的　检查验收工作。开展质量通病专项治理工作，坚决　杜绝由质量问题带来的不利因素。加强从业人员　专业技术培训．使工程质量更上—个新台阶，提高　从业人员的专业水平和职业道德素质，使施工人　员能做到人人懂技术、懂规范，熟悉质量标准，从　而提高工程质量，减少堵塞隐患。　２３加强维护管理。排水系统投入使用后要加　强维护管理工作，要保证维护费及时到位，使管道　得以及时疏通、维修、维护；加大市政设施监督力　度，坚决打击偷盗和破坏公共设施的犯罪力度，杜　绝乱接头、乱倒垃圾的不良形象，同时搞好宣传教　育工作，努力提高市民的公共道德水平，让大家一　起来维护我们的公共ｉ曼施，美化自己的环境。　总之，排水管道德堵塞，从设计、施工到管理　都有其诸多因素，因此在治理方面要从设计、施工　和管理三方面下手，全面系统地抓起，要结合实际　情况，无论是旧管道的改造，还是新管道的铺设，　定要有长远的规划，要有造福子孙后代的超前　意识，要有“百年大计，质量第一”的思想，彻底消　除管道堵塞的不利因素。　责任编辑：赵双　一一３６—