1、1潘一矿副井马头门锚注联合修复加固技术摘要：针对潘一矿东区副井马头门位于花斑泥岩和砂质泥岩中，并受 F32大断层影响，造成马头门衬砌结构的变形和破坏严重，出现开裂、掉块现象和监测结果：衬砌结构收敛变形大，收敛速率达到 0.2 mm/d，采用注浆加锚索梁联合支护方式，对副井马头门进行了修复加固处理，修复加固后马头门衬砌结构变形趋于稳定。修复加固措施提高了马头门围岩承载能力，有效地控制了围岩变形，取得良好的效果，确保了马头门的安全运营。 关键词：马头门；衬砌结构；破坏机理；注浆加固；锚索梁 中图分类号：TD353 文献标志码：A 近年来随着开采深度的增加，地应力也随着增大1。在大地压、高应力状态下
2、，马头门作为井筒和井底车场巷道连接部分，是矿井的咽喉部位，其受力状态十分复杂2。在高地应力条件下巷道围岩，不可避免的要形成大松动圈，造成巷道维护十分困难，采用注浆3和锚索联合加固支护，能将松散破碎的围岩胶结成整体，改变了围岩的内部松散结构，提高了围岩的强度和承载能力，是修复复杂困难条件下巷道围岩稳定最有效的方法之一4-6。 1 工程概况 淮南矿区潘一东矿井煤炭资源埋藏深，其副井马头门及硐室群位于-842-848 m水平，潘一东一水平副井马头门标高为-848 m， 位于 13煤2底板、 11煤层顶板， 岩性以软岩为主，岩性主要为花斑泥岩、 炭质泥岩、 泥岩、 砂质泥岩。副井马头门东马头门 17.
3、2 m，西马头门 43.2 m，马头门主体设计净断面宽高=7.6 m7.4 m，设计荒断面宽高=9.24 m10.32 m，设计为直墙半圆拱形。掘进时采用锚网喷支护，永久支护采用双层钢筋混凝土支护。由于矿井地压大，围岩较为松软破碎，稳定性差，马头门上半部处于花斑泥岩中，拱基线以下处于砂质泥岩中，更兼受落差为 2030 m的 F32大断层影响。造成马头门钢筋混凝土衬砌结构出现开裂、掉块，给安全生产带来严重的影响，为保证该处支护破坏安全，对此段修复采取了注浆和锚索联合加固支护措施。 2 变形破坏机理分析 潘一矿东区马头门的变形和破坏的主要原因包括围岩裂隙的发育，破碎严重，强度低，地应力大，支护结构
4、和参数的不合理等几个方面。 1） 由于马头门处于立井与水平巷道交接处，受到多次施工扰动，且断面较大，在马头门开挖之前，岩体处在高地应力环境下，岩体结构面处于闭合状态，岩体稳定且有一定的强度；在马头门开挖之后，巷道围岩应力部分释放，围岩处于低应力环境下，岩体结构面张开、扩展、贯通，岩体不稳定且强度较低。 2） 在大地压高地应力作用下，副井马头门处应力集中比较严重，受力状态十分复杂，又加上 F32大断层的影响，引起马头门钢筋混凝土衬砌结构破坏严重。 3） 水力作用与温度作用。由于马头门上半部位于花斑泥岩中，拱基线以下处于砂质泥岩中，虽然该岩层富水性差，但井筒的淋水也不容3忽视，在水的作用下，马头门
5、围岩会发生不可逆的物理化学反应，出现崩解、泥化现象。在深井中由于地温高，围岩的温度达 40 ，温度不能及时降低，对围岩的应力和支护系统的锚固都有影响。 3 马头门修复加固技术 3.1 锚索梁加固 根据马头门与井筒连接处破坏情况及监测数据分析可知，衬砌结构肩部及顶部的钢筋应力及混凝土变形较大，结构沿巷道走向承受拉应力，这对于钢筋混凝土结构是最不利的受力状态，因此采用锚索梁进行加固。5 结语 潘一矿东区副井马头门上半部位于花斑泥岩中，拱基线以下处于砂质泥岩中，并受落差为 2030 m的 F32大断层影响，造成马头门衬砌结构的变形和破坏严重，出现开裂、掉块现象，为此，采用注浆加锚索梁联合支护方式，对
6、副井马头门进行了修复加固处理。沿拱肩走向裂纹处增设环向 U型钢+锚索加固，U 型钢长 5 m，以裂纹为中，用 4根锚索锁牢；锚索沿巷道走向采用 14号槽钢加 11号工字钢组成托梁锁牢。注浆采用深、浅孔注浆方式，先注浅孔，随后注深孔。 在马头门未进行修复加固前，衬砌结构收敛变形大，收敛速率能达到 0.2 mm/d，靠近立井的断面位移收敛比远离立井的断面位移收敛变形大，顶板收敛位移比帮之间收敛位移大。随后在注浆锚索梁联合支护作用下，马头门衬砌结构断面收敛位移曲线变成一条平缓的曲线，收敛速率为 0.08 mm/d，通过一年多的监测，马头门衬砌结构变形趋于稳定，表4明修复加固措施提高了马头门围岩承载能
7、力，有效地控制了围岩变形，取得良好的效果，确保了马头门的安全运营。 参考文献： 1杜光华，蔡瑞春，赵明强. 深井马头门处井壁支护技术研究J.江西煤炭科技，2009 （1）：44-45. 2刘延生，赵景忠，杨家恩，等. 千米深井马头门及井筒修复工程实践与认识J.建井技术，2005，26（3）：3-4. 3董健涛，何桂良，张光振. 深部软岩井筒马头门破坏修复治理技术研究J.煤炭工程，2009（2）：52-53. 4董正坤， 朱庆华， 李广余.注浆加固技术研究J. 矿山压力与顶板管理， 2000， 17（4）： 44-46. 5王爱国，王明远， 林登阁. 井底车场硐室围岩破坏机理及加固技术研究J.煤矿支护，2006（3）：36-37. 6乔卫国，吕言新，林登阁，等. 深井厚冲积层软岩马头门稳定性控制技术研究 J. 煤炭科学技术， 2012，40（3）： 23-24. （责任编辑：何学华，吴晓红）
