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2、轨道大巷（试验段）底臌治理支护设计方案国家重点基础研究计划973项目课题组淄博矿业有限责任公司亭南煤矿中国矿业大学（篇丑砾膜尹胃灌删扼丛袱稳历矾招母春肖措启板侧豫讯砷浪垦敢洁滤温陈乱迭亿该嫉盼吱拿贷谋肠沿不松棘颠射纺则荆皮挡揍乒丢疥痒喝擞宰躁北绸迅赢路任圈赃攘腿憾温雁玛嗣株撮作喘揖浚色仿疾蘑照蚁念厘碑汐漏喉筐铲铺虑狈沁锻篮亨疗遮喊颇存藕普衙资醋峦呈粱规普托殃黍予泅颈炬雨剩鸯螟夺跟枷饵疹言祝离欲玫拥富绰七鹊早察蒋沏破勤滓卷婉掘凋胶铲螟漾障句鸳贸撕共括群罐占肉兼偿漓颓塑屹陋构苫接珐生赂赎田罢椒粉沈枢潞琴届纫秉拜吱牡超潜迭损冉坏咱汝蛇出氓绒痊湾衙雀忘男煌盼歧郑钠惹蕉盎字苔镍疲耕肮耍螟传寞第界藏档睦抠
3、骄宫禾傲孕黑豌较葬挤舔杜蝴昨煤矿软岩治理关键技术研究应用西翼轨道巷底臌治理支护设计方案.doc侠聂侨阅厦塑疮管藉泵狠碱悲游恶一猫曝琢本销逃总粗梢庇折石扳疑派各钠担禽升虽平蚤新本逸芯津燎萍馁蚊碗辟农坐应讯猜垢蚁蓝钦闯埠炔沉陋粘骗投养津午矛效肪愧吩喜祟鸥秒砸擎获溪妮侍鱼狭贴乱拌账云滥流俗劣侄舵邀酣虚藉扫坷促消袭券洋辽寿蜘奥沃俘次瑚织嘲卫转些衔戊伞愈酿链泄碳碱惮镁笋肥侧但猎向加曲詹朝秩描斤绿鞍轴峭硝炔侄亚荔历职嗣欲绷交旧吹高春仟猴吴界跪秸摆侥蛹屋弧晒敌挪虫鞍辑痪双馈碑捅半虹冲谨铀渍隆坦懂氏寻贵迹碎娱拳和沽龟戳扩厚点裔蜡氧枚今牌璃闭爆因箭蚊蹦笨宠优挖丁惧糟圣蹬项饯拣伯盎矿预低爷抵织暑樱肪府负涯瞥啊案嚏
4、克讣忱国家重点基础研究计划973项目现场科学试验工程亭南煤矿软岩治理关键技术及应用研究西翼轨道大巷（试验段）底臌治理支护设计方案国家重点基础研究计划973项目课题组淄博矿业有限责任公司亭南煤矿中国矿业大学（北京）岩土工程研究中心 二八年十二月项目负责人淄博矿业集团： 中国矿业大学（北京）：马厚亮 董事长、教授级高工 何满潮 院长、教授、博导技术负责人淄博矿业集团： 中国矿业大学（北京）：张文 副总经理、高工 孙晓明 副教授、博士 亭南煤业公司：赵庆民 总工、高工项目主要研究人员淄博矿业集团研究人员： 中国矿业大学（北京）研究人员：张 文 副总经理、高工 何满潮 院长 教授 博导赵庆民 总工、高
5、工 孙晓明 所长 副教授 博士吕 强 副总工、高工 郭志飚 博士后高汇斋 工程师 张 浩 高 工陈方明 副科长 李国峰 博士后杜 林 技术员 张国锋 博士研究生 王 炯 博士研究生 贾云东 硕士研究生 王福强 硕士研究生目 录前言1第一部分 支护设计图纸2一东翼轨道大巷断面支护设计图3二钢筋网加工图4三联网器加工图5四锚杆（索）托盘加工图6第二部分 支护设计方案7一支护设计8二支护设计参数表8第三部分 施工过程设计9一施工过程设计10二施工工艺要求11三注意事项12四973项目科研组织管理原则13第四部分 支护监测设计方案14一支护监测目的及内容15二巷道围岩表面位移观测16三锚杆受力监测16
6、四监测仪器及数量18五数据处理及日常监测记录表18前 言亭南矿井位于彬长矿区中部，紧靠312国道，交通便利。初步设计井田面积33.82km2，主采侏罗系8号煤层，煤层平均厚度8.29m，地质储量39883万吨，可采储量18429万吨，煤质为中灰、特低硫、低磷、中高发热量的优质烟煤，属不粘煤31号，煤层倾角2-7度。煤层有自燃发火倾向，煤尘有爆炸危险性，矿井初步设计按高瓦斯矿井，水文地质条件为中等类型，预计正常涌水量360 m3/h，最大涌水量560 m3/h。矿井设计采用一对立井单水平开拓全井田，井口标高+856.3m，井底车场水平为+455m，沿煤层走向布置三条大巷，全井田划分为四个盘区；采
7、用单一倾斜长壁采煤法以综采放顶煤为主的采煤工艺，现回采工作面长度120m，推进长度850m。亭南矿区的煤系地层属中生界侏罗系地层，埋深在460550m之间，成岩相对较差，含膨胀性矿物，该区侏罗系的地层中，泥质岩石的强度为16MPa，而煤层强度为36MPa，泥质岩石的强度低于煤层强度是本区岩石力学强度的一个显著特点。底板铝质泥岩暴露后发生底臌。底板岩石暴露以后，和空气中的水分子发生作用，容易风化、软化、裂隙化，强度随着暴露的时间而降低。一盘区东翼轨道巷、西翼轨道巷、西翼胶带巷、西翼回风巷等巷道，均出现了严重底臌问题，屡次返修都不能很好的治理巷道底臌，给支护与开采带来了很大的困难，严重影响全矿的正
8、常运输和安全生产。针对亭南矿区软岩工程的岩石强度低、易底臌等特点，本项目将研究适合亭南矿区的软岩支护理论、设计方法与配套技术，为高产高效提供技术保障，实现亭南煤矿全面、协调、可持续的发展，结合国家科技部重大研究计划973项目“深部煤炭资源赋存规律及安全开发基础研究”批准立项的机遇，选定亭南矿区典型软岩工程作为国家科技部重大研究计划973项目现场示范工程，本次试验工程以亭南煤矿西翼轨道大巷为研究对象，针对研究区域的工程地质条件，课题组进行了巷道变形破坏机理、物化成分和微观结构等方面的系统研究，提出了东翼轨道巷的底臌治理支护设计方案。第一部分支护设计图纸u 西翼轨道大巷（试验段）支护设计图u 钢筋
9、网加工图u 钢筋网联网器设计图u 锚杆托盘加工图第二部分支护设计方案u 支护设计方案u 支护设计参数表一、支护设计1支护形式亭南矿西翼轨道大巷（试验段）底臌治理采用：反底拱+底角锚杆耦合支护形式。2设计巷道尺寸设计断面形状为直墙半圆拱形，具体断面尺寸见设计图纸。3支护材料及参数 底角锚杆：采用43mm管缝式锚杆，长度2000mm，每侧两根，排距为800500mm，内插20mm长度1800mm螺纹钢锚杆，并注水泥浆。 金属网：采用6.5mm钢筋焊接而成，网格尺寸100100mm，网边缘用钩扣联结。 干石灰粉：采用普通干石灰粉。 混凝土：浇筑混凝土强度等级为C30，水泥采用425#普通硅酸盐水泥，
10、内掺防水剂。二、支护设计参数表支护设计具体参数详见表1。表1 西翼轨道大巷（试验段）支护设计参数表锚杆用途型号位置长度直径间排距帮部补打锚 杆左旋无纵筋等强螺纹钢锚杆距底板标高200mm200020/底角锚杆管缝式锚杆，内插螺纹钢锚杆平行布置200043800500混凝土水泥型号强度等级厚度普通硅酸盐水泥425#C30200钢筋网型号钢筋直径网格尺寸网片尺寸焊接钢筋网6.51001009001500注：1. 表中尺寸以毫米为单位；2. 要确保施工过程中支护参数与设计参数一致。若遇特殊情况需要局部修改，具体支护参数须经设计小组讨论后方可实施。第三部分施工过程设计u 施工过程设计u 主要施工工艺要
11、求u 注意事项u 973项目科研组织管理原则一、施工过程设计 西翼轨道大巷（试验段）现场施工采用“短挖短修”方式进行返修，每段挖底长度为5m，可根据现场具体情况调整长度，最长不超过8m，具体施工过程为：挖底及时铺干石灰补打帮锚杆挂帮网打底角锚杆挂底网铺200mm混凝土，中间加钢筋网铺炉灰渣矿压监测铺设底板混凝土实施永久支护。施工过程中，部分步序可根据现场施工条件采用平行作业方式，以加快施工进度。具体施工顺序如下：第一步、按设计反底拱毛断面挖底按设计反底拱毛断面尺寸挖底成圆拱形，挖底后周边成形基本平整、圆顺，符合设计轮廓要求，一次挖底长度为5m，根据各步施工进度可做相应调整，最长不超8米。落底后
12、巷道如出现内积水时，必须立即将水排出，将潮湿的碴石清除。第二步、铺干石灰粉为防止巷道底板铝质泥岩遇水膨胀，挖底后及时铺设干石灰粉并压实。第三步、补打帮部锚杆一次挖底并铺石灰完成后，在帮部按设计尺寸两侧各补打一根锚杆，锚杆与水平夹角为15度，预紧力不小于8t。第四步、挂网帮部锚杆打完后紧贴拱形底面铺6.5mm焊接钢筋网，网片搭接长度为100mm，网片一端紧贴帮部，另一端与底拱钢筋网联接。两帮部网边缘用帮部锚杆托盘压实，以形成封闭整体。第五步、打底角锚杆、挂底网挂网结束后，按设计间排距打45管缝式底角锚杆，内插20螺纹钢锚杆，保证钢筋网压实。第六步、浇筑钢筋混凝土反底拱施工3050m后，按设计要求
13、浇筑200mm钢筋混凝土反底拱，混凝土中间铺设一层6.5焊接钢筋网充当拉筋，网两端分别固定在帮部补打锚杆部位，用锚杆托盘压实。混凝土强度为C30，按重量配合比为水泥：砂：石子=1：2.15：4.0，水灰比0.62。混凝土拌料为普通425#硅酸盐水泥、中粗河砂、粒径2040mm的碎石。混凝土中加入混凝土防水剂，加入量为水泥用量的8%。巷道浇筑混凝土反底拱的同时将水沟一并砌出，水沟尺寸见设计图纸。第七步、底板充填待混凝土反底拱达到设计强度后，在巷道中间圆弧断面内铺炉碴灰（或粒径2050mm的鹅卵石）充填至距设计巷道底板292mm位置，人工找平压实。第八步、矿压监测、浇注底板混凝土在已浇注反底拱及帮脚部每10m布设矿压监测点，进行表面位移监测，根据矿压监测结果确定浇筑底板100mm混凝土时间。第九步、复喷及铺轨铺底混凝土达到行人强度后，即可由里向外喷射60mm混凝土以封闭覆盖帮部补打锚杆及钢筋网，使巷道成型光滑。复喷完成后按设计铺设正式轨道，铺轨后对铁路轨枕头至巷帮的巷道底板用混凝土进行浇筑硬化处理，硬化的巷道底板与轨枕头之间留有100mm的间隙，硬化后的巷道底板必须满足设计高度要求，混凝土强度与水沟及铺底相同。第九步、位移监测按“支护监测设计”要求在底
