2019大涌水软岩条件下特高压水闸门硐室施工技术.doc
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5、围岩注浆帷幕隔离涌水点等特殊处理措施,建成岱庄煤矿5.8MPa特高压防水闸门硐室,总结了施工中采取的关键技术措施。关键词 大涌水 软岩 特高压 水闸门硐室 施工 岱庄煤矿当前正在开拓-580m二水平,开采下组16、17较薄煤层。由于16、17煤层为受奥灰水威胁煤层,下组煤实行分区隔离开采,1160采区为-580m水平首采区,需要分别在1160采区轨道上山、1160采区胶带上山设置防水闸门硐室,防止突水淹井。目前矿井设置的防水闸门硐室多为小于4MPa的中低压防水闸门硐室,且多为设置在水文地质条件稳定的坚硬岩层中;由于受到采矿地质条件的限制,岱庄煤矿在施工1160采区胶带上山防水闸门硐室过程中,揭
6、露的岩性有泥岩、十下灰、粉砂岩、粘土质泥岩等,层位岩性比较复杂,硐室底板十下灰岩承压含水层出现了大涌水,积极采用特殊施工工艺,建成了井下5.8MPa特高压防水闸门硐室并一次性试压成功,为今后我国大涌水软岩特高压防水闸门硐室施工提供了技术支持。1工程概况1.1工程位置 1160采区胶带上山防水闸门硐室布置在-580m水平煤仓中心以北75m处的1l60采区胶带上山的平巷中,硐室底板标高-547.4m,奥灰水的静水位标高为+36.54m。1.2水文地质条件 防水闸门硐室底板下距十三灰32.3m,距奥灰85m,距16煤层顶板7m;16煤层顶板为厚5.5m的十下灰岩,十下灰岩以上为厚l.3m的页岩和厚0
7、.6m的十上灰岩,十上灰岩以上为总厚达到20m的由页岩、泥岩等软质岩体组成的软弱岩层。揭露十下灰时初始涌水量为48.5 m3h,稳定后涌水量为45 m3h。1.3工程结构形式 根据防水闸门承受的最大水头压力P=5.8MPa,水压大于1.6MPa,同时考虑到围岩实际揭露状况及方便于施工等因素,硐室采用倒截锥形结构形式,由前室、主体硐室、后室三大部分构成,硐室全长17.5m,其中前室后室各为5m,主体硐室7.5m,设计静水压力5.8MPa。前室和后室荒断面为19.2m2,主体硐室荒断面为36.71m2,断面均采用半圆拱形(见囤1、图2)。2施工工艺1160采区胶带上山防水闸门硐室采用如下施工工艺流
8、程(见图3)。2.l施工顺序 1160采区胶带上山防水闸门硐室是沿1160采区胶带上山底板掘进完成硐室上部施工的。在构筑施工的过程中,首先根据硐室设计的荒断面尺寸,按照“由外向里,自上而下”的顺序小循环窄打宽刷完成上山底板以上部分的施工,并及时采用锚网喷跟迎头进行一次支护,接着按照“先前室后后室,自上而下”的顺序完成上山底板以下部分的施工,并在前室以里掘砌一个比主体硐室底板深的蓄水池,然后对出水点开挖沟槽将涌水引排到前室以里施工好的水池里,按照“先前室后后室,自上而下”的顺序分段支膜、配筋绑扎、预埋底部注浆管、浇筑混凝土进行二次支护成型。 在浇注混凝土硐壁时,应先浇注前室两墙和后室两墙,然后浇
9、注前室碹拱和后室碹拱,但前、后室必须各预留出至少l.5 m长的空间与主体硐室同时浇筑,确保形成整体性钢筋混凝土体。然后由里向外抹硐室底板,抹底完毕后,再浇注主体硐室。2.2硐室锚网(索)喷工艺2.2.1临时支护 在硐室开宽施工时,采用喷浆跟迎头作为临时支护,喷层厚度3040mm,循环进尺为0.8m。2.2.2锚网(索)喷一次支护。 锚杆支护。锚杆选用181800mm的等强度全螺纹钢式树脂锚杆,锚杆间排距为800800mm,每根锚杆采用2支树脂锚固剂锚固,锚固剂型号为MSCK2350,锚杆预紧力矩不小于200 Nm,锚固力不小于85kN。锚杆外端使用锚杆托牌和标准螺纹锚杆帽紧固,锚杆外露长度10
10、30 mm;铁托盘用235号钢板压制成弧形,规格为长宽厚14014010mm。金属网由6.5mm的圆钢焊接制作,规格为1700900mm,网格为100100mm,巷道全断面挂网,墙部挂网至底板以下400mm,网片搭接长度不小于100mm,金属网边缘圆钢逐一弯钩使网片间搭接联成一个整体。 锚索支护。锚索间距1200mm,锚索排距2500mm锚索线采用17.8mm低松驰钢绞线制作,顶板拱部锚索线长为6500mm,两墙锚索线长为4500mm;锚索梁采用矿用12#工字钢制作,长1500mm,索孔直径为22mm,孔间距为1000mm,居中对称布置,两梁端长250mm;工字钢梁上锚索索孔两侧需焊接长宽厚1
11、509020mm的钢板加固;锚索线采用3支MSCK2350树脂锚固锚固 喷射混凝土支护。强度等级为C20,厚度为200mm;其中硐窒初喷100mm,金属网到岩面间的喷厚不小于50mm,锚索支护后复喷喷100mm。喷射混凝土使用P.042.5R普通硅酸盐水泥,砂为纯净的河砂,石子粒径为15mm,并用水冲洗干净。配合比为水泥:砂:石子=1:2:(2-2.5)(重量比),水灰比为0.450.5。混凝土抗拉强度为l.6Mha抗压强度22 MPa,正常情况下避免使用速凝剂型。当对出水点喷浆处理时,可酌情加大掺入少量J85型速凝剂,掺入量为水泥重量的23,喷拱部时取上限,速凝剂必须在喷浆机上料口均匀加入。
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