導語：導硐法注漿加固及長管棚法研究一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

斜井下穿露天礦內排土場是礦井露天轉井工過程中比較常見的一種典型的復雜工程地質條件下的斜井設計及施工工程案例。由于露天礦內排土場回填土相對于原始圍巖整體性及穩(wěn)定性均較差，自身強度低，且應力平衡很容易因外界因素的影響而受到破壞。因此，當斜井井筒下穿內排土場時，井筒開挖會破壞原有的應力平衡，導致結構失穩(wěn)，垂直壓力增大，進而使井筒周邊圍巖壓力增加，井筒施工難度變大，成巷困難。另外，當原有應力平衡被破壞后，井筒頂板受上部內排土場壓力作用，呈緩慢下沉的狀態(tài)，因此，井筒支護難度較大，若支護強度不夠，則后期很容易因頂板壓力的緩慢作用而導致井筒結構的變形破壞。目前國內針對此種情況一般主要采用的處理方法有明槽開挖法［1］、凍結井法［2］、地面注漿加固法以及掘進工作面迎頭注漿加固法等。其中明槽開挖法、凍結井法及地面注漿加固法均為傳統(tǒng)的較為粗放型的治理方法，雖然可以達到解決問題的目的，但均不同程度的存在工程局限性大、精準度差、工程量大、材料消耗量大、施工周期長、經(jīng)濟效益低等諸多缺點。而掘進工作面迎頭注漿加固法雖然相對其他幾種方法較為精細，可以大幅減小工程量及材料消耗量，但由于迎頭注漿加固控制距離有限，且注漿及固結周期均為間歇性的，對施工效率和進度影響較大，施工周期較長。而本次探討的導硐法注漿加固及長管棚法超前支護綜合治理措施及施工工藝正好可以彌補上述幾種方法的缺點，從問題的根源進行治理，治理精度高。且由于其解決問題的切入點距離病灶近，注漿加固范圍小，所以，從精準度、工程量、材料消耗量、施工周期、經(jīng)濟效益等各方面均優(yōu)于傳統(tǒng)方案。另外，導硐法注漿加固及長管棚法超前支護綜合治理措施實際上針對井筒下穿露天礦內排土場采取了多層復合支護措施，并結合超前支護的方法，提高了井筒施工的安全性。且該方法施工更為靈活，可在井筒施工時，根據(jù)井下實際揭露井筒周邊圍巖的壓力情況，適當調整復合支護措施的組合方式，比如當井筒施工受上部壓力影響較小時，根據(jù)實際需求，可采取環(huán)形注漿加固配合U型鋼進行支護，也可采取長管棚超前支護配合U型鋼進行支護。

1工程地質概況

江木圖南井原設計為露天開采，主采3－2煤層，目前露天開采區(qū)域已全部回采完畢并已回填，擬轉入井工開采下部的4－1煤層，井工開采采用三斜井開拓，三條斜井均位于井田西北角，井下在井田西部邊界沿南北向布置三條大巷回采4－1煤層。其中，副斜井傾角5􀆰5°，斜長313m，大部分位于露采坑內排土場下部，井筒受內排土場影響較大；主斜井傾角15°，斜長158m，井筒僅底部少量位于露采坑內排土場下方，且主要在內排土場斜坡底部，受內排土場影響較??；回風斜井傾角20°，斜長88m，初期全部位于內排土場外部，不受其影響。副斜井井筒與露天采區(qū)內排土場位置關系如圖1所示。圖1副斜井井筒與露天采區(qū)內排土場位置關系示意圖三條井筒中，副斜井受內排土場的影響最大。從圖1（b）中可以看出，副斜井與其上部的內排土場底部法線最小距離僅6􀆰3m，井筒在此處受上部內排土場的影響最大。由于該礦井位于鄂爾多斯沙漠地區(qū)，露天礦內排土場回填材料主要為剝離的松散層破碎巖石及沙子的混合物，回填材料具有粘結性差，易變形松動的特性。加之，該處本身距離地表較近，露天坑底部與井筒之間僅存的部分原始圍巖巖性差，強度小，井筒施工時，緊靠該部分圍巖自身強度無法抵抗上部回填區(qū)域的壓力，因此，導致井筒在該處附近施工時，難度大，成巷困難，井筒如何安全穿過該處區(qū)域且能夠保證井筒在后期使用過程中不產生結構變形成為設計及施工的難點。

2導硐法注漿加固及長管棚法超前支護技術

導硐法注漿加固及長管棚法超前支護技術是將復合支護理論與超前支護相結合，通過多種支護方式組合的形式來完成井筒下穿露天礦內排土場等復雜工程地質條件區(qū)域。該方法具有工程量及材料消耗量小，施工周期短且精度高，工作效率及經(jīng)濟效益高等諸多優(yōu)點。2􀆰.1導硐施工及環(huán)向注漿加固技術。當井筒施工至受內排土場影響較大的區(qū)域下方時，首先采用小斷面導硐［3］穿過該區(qū)域，導硐斷面凈寬2􀆰4m，凈高2􀆰7m，采用36U型鋼支護。由于導硐43斷面相對較小，小斷面開挖時，對周邊圍巖影響范圍小，其受上部內排土場及周邊圍巖的壓力也相對較小，巷道抵御周邊來壓的能力較強，巷道施工及支護難度較小。當導硐施工完成后，利用導硐向井筒周邊區(qū)域的圍巖及內排土場進行環(huán)狀注漿加固［4，5］，注漿加固區(qū)為井筒拱墻向外6m范圍，底板向下2m范圍。井筒導硐施工及注漿加固區(qū)域如圖2所示。待注漿加固完成后，井筒周邊即可形成一個強度更大的環(huán)狀再生加固層，該加固層可靠自身強度來抵御部分來自周邊圍巖及上部內排土場的壓力，實現(xiàn)對井筒的第一層保護。2.􀆰2長管棚法超前支護技術。待井筒周邊的環(huán)形注漿加固層形成后，即可利用導硐對該區(qū)域的井筒進行擴刷，但在井筒擴刷之前，為了防止井筒擴刷后，由于斷面變大而引起對周邊圍巖應力平衡影響范圍加大，從而導致巷道周邊壓力增大，尤其是為了抵御上部內排土場向下的壓力對注漿加固層的破壞，需首先從已施工好的不受上部內排土場影響的井筒部分，沿井筒拱部向導硐上方，即井筒拱部位置施工長管棚［6］，管棚長27m，采用節(jié)長6m和3m，直徑108mm，壁厚6mm的熱軋無縫鋼管交替使用。管棚間距0􀆰5m。管棚尾部預留3m，固定在U型支架上。為增加管棚強度，需對管棚鋼管進行注漿處理［7］，漿液采用水泥漿液，水灰比1∶1。待管棚架設完成后，即可對井筒進行擴刷施工，每一階段施工管棚長度27m，管棚尾部固定U型鋼支架3m，頭部預留巖層內3m，井筒有效擴刷長度21m。長管棚超前支護措施，既可以起到加強支護的作用，又可以在井筒擴刷施工時起到超前支護的作用，井筒施工在管棚的掩護下進行，大大提高了工作面的安全性。2􀆰.3“36U型鋼＋鋼筋網(wǎng)＋噴射混凝土”永久支護。待一個循環(huán)的長管棚超前支護措施完成后，即可進行井筒擴刷，井筒擴刷時，應采用光面爆破、短段掘支的方法向前推進，每爆破一個循環(huán)，應盡快采用“36U型鋼＋鋼筋網(wǎng)”進行支護，36U型鋼間距600mm，支護完成后，采用4mm鋼絲將36U型鋼與108mm鋼管棚進行綁扎加固，待綁扎完成后，再進行永久噴漿處理。至此，井筒下穿露天礦內排土場綜合治理措施施工工序全部完成。

3結語

導硐法注漿加固及長管棚法超前支護技術相對于傳統(tǒng)的處理措施不僅具有諸多明顯的優(yōu)勢，并且其將超前支護與復合支護理論相結合，既提高了井筒施工的安全性，同時又保證了在特殊地質條件下井筒的支護強度，大大減小了后期生產運營期間井筒變形的幾率，保證井了筒結構的穩(wěn)定性及安全性。

作者:祝啟斌 單位:中赟國際工程有限公司