矿建工程中破碎围岩硐室围岩控制技术分析

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　　摘要：本文针对深部大断面破碎围岩硐室出现的变形较大和支护不便等问题进行全面的分析，分析硐室围岩变形的特征和原理，确定围岩支护的原则，结合实际的案例来提出合理的支护方案，通过现场的观测来提出相应的措施，更好地满足硐室正常的使用需要。
　　关键词：矿建工程;破碎围岩;硐室围岩;控制技术
　　最近几年来，我国煤炭资源开采的强度正变得越来越大。但是一些埋葬的较深和存储条件较好的资源已经接近枯竭。随着煤矿开采不断加深，深度硐窒围岩应力也会变得较大，且内部变形严重。本文通过引入某矿盘区的实际施工背景来对深部破碎围岩硐窒的破坏特征和原理进行全面地分析，有效地提出联合支护的方案，保证整个矿区施工过程更好地进行。
　　1硐室围岩的概念
　　在地下硐窒的周围，由于地下局部开挖而会使得围岩硐室现变形，也会引发一定范围内的岩土体出现重新分布的情况。而后，硐室周围的稳定性也会因此受到影响，这个范围内的直径一般为硐窒直径的3-5倍。
　　2实际工程案例
　　某煤矿主采3号煤层，煤层的结构简单，且厚度非常稳定，几乎属于全区都可以被采集的煤层，而该煤矿西部盘区水泵房埋深大约为700m，主要将其布置于3号煤层上部的粉砂岩内部，距离煤层的距离大约有20m。但本煤矿硐室围岩的强度普遍较低，且局部会有炭质泥岩存在，且普遍的粉砂岩中含有裂隙水。正是由于裂隙水的作用，从而使得硐窒围岩的强度进一步得以下降，从而使得整体盘区水泵房围岩出现较大程度的哦变形。经过现场测试，硐室顶板的变形最大将可以达到1300mm，拱肩变形最大可以达到1250mm。从以上的数据也可以看出，围岩破坏的现象将会变得非常严重。
　　3硐室围岩破坏特征
　　整体盘区水泵房为半网拱形，最初将会采用锚钢索喷注+36U型的钢封闭支架进行支护。但是整体硐窒在开挖支护之后，其围岩的变形将会变得非常严重，甚至混凝土也会在施工过程中出现大面积的开裂和脱落，严重者甚至会影响到硐室内部基本设施的正常运行。而通过现场钻孔和检查就可知道，硐室两帮的破坏要比顶板破坏更加严重。
　　4硐室围岩破坏的主要原因
　　①地应力因为整个水泵房的埋深大约为700m。不仅埋深非常大，而且地应力也较高。在这种高应力的作用下，岩石的蠕动作用会变得更加明显。在经过一段时间之后，硐室围岩必然会发生非常严重的变形问题。而采用一般的支护方法将会很难达到预期的效果;②围岩性质围岩自身的性质将会在很长一段时间内引起硐窒被破坏，甚至使得整个硐室出现变形。从实际情况来看，盘区水泵房一直都被布置在煤层上部的粉砂岩内。加上围岩本身显得较为破碎，发育的完整性又较差，从而使得围岩出现严重的变形;③工作面的影响工作面在同采的过程中，会使得水泵房围岩变得更加破碎，从而使得其变形进一步增大;④施工质量通过现场观察可以发现，水泵房最初始的支护形式主要为锚网索喷注和36U型封闭支架结合起来的支护结构。但是经过一段时间的观察之后，可以发现钢棚后面没有更好地被支撑，从而使得支架受力普遍不均。
　　5围岩控制的原则
　　①将围岩的整体更好地统一：只有更好地将围岩和支护结构都看作一个整体，才能够使得整体硐窒围岩变得更加稳定。在此过程中既要使得整體支护的结构存在一定的刚度，也要让围岩的整体变得协调统一;②全面注浆加固：由于整个硐室围岩的完整性都较差，强度也较低，从而使得围岩支护在使用的过程中难以达到预期的效果[J]。因此，必要时可采用注浆的方法来有效地加固围岩，加强围岩的内聚力、内摩擦角和抗拉强度，并在此过程中增加锚杆和锚索的锚固力，从而使得其不会在使用的过程中失效;③充分检验硐室支护的效果：在加固围岩工作完成之后，一方面需要对硐窒矿压现象进行全面的观测，再对围岩支护情况进行全面地分析，一旦发现问题则要随时进行反馈，只有这样才能够更好地完善支护的方案。
　　6支护方案
　　支护的过程主要采用直径为20mm的锚杆和长度为2400mm的左旋螺纹钢锚杆，将锚杆的间距控制在700mm×800mm左右，并采用2支22350型树脂锚固剂来进行加固。将锚索间距的排距控制在1400×1500mm，并将锚索的直径控制在17.9mm左右，顶锚索的长度约为7400mm，并在之后采用4支22360树脂锚同剂和8根锚索来全面进行布置。注意在整体过程中铺设直径约为6.5mm的焊接钢筋网，并在之后架设直径14mm的网钢钢筋梯。等到所有支护的工序都完成之后，再进行喷浆工作，浆液的厚度约为50mm。
　　7支护效果
　　硐窒顶板的下沉量、底鼓两和两帮的移近量将会随着时间的变化而逐渐增大，基本也呈现线性增长的方式。在40-60d的时间内，围岩变形的速度则会明显下降，之后在60d的左右达到最大值。之后，硐室顶板的下沉量为16mm，底鼓两为24mm，两帮的移近量为33mm，这些数据的变化均会被规定在许可的范围内。从现场观测的情况来看，硐室混凝土喷层完好，并不会出现开裂或者脱落的现象，进一步说明支护的效果将会在未来变得更好，从而使得围岩变得更加稳定。
　　参考文献：
　　[1]程燕学.大断面硐室锚喷注联合支护技术[J].煤炭科学技术，2016（5）：129-133.
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