马头门加固方案(一)

顾北矿马头门修复方案与施工措施（一）安徽理工大学2008年12月马头门支护施工工艺与技术要求一、马头门注浆加固拆除马头门现有支护前，为避免冒顶现象、防止井壁拉裂等事故的发生，首先对破坏的马头门进行注浆加固处理。1）注浆孔直径42mm，长5m，注浆孔间排距与布置方位间施工图所示。2）注浆材料采用425#水泥，水灰比0.8，注浆压力2MPa。3）注浆的孔口阀应注浆后6h拆除，可在第二班进行，拆下的阀门要及时清洗干净，然后抹上机油备用。4）每班注浆完毕，要及时清洗注浆泵及其管路，及时维护。5）注浆情况及参数应专人负责控制，专人记录，填写工作日志。二、永久支护对马头门松动围岩进行注浆处理并达到设计要求后，首先拆除破坏支架刷大至设1）锚杆采用φ20螺纹钢，长5m，锚杆长度、角度、间排距等应严格按设计要求施工。2）锚索设计长8m／根，锚索外露长度控制在200±20mm，锚索材料选用低松驰高强度钢绞线，钢绞线规格1715.24mm，截面139mm2，强度1860MPa，破坏载荷255kN。计断面尺寸，按照设计要求进行锚杆、锚索施工，然后架设全封闭U36金属支架。3）树脂药卷质量要合格，以手握柔软为准，药卷搅拌均匀，搅拌过程中不能停顿，搅拌时间控制在20-30s。4）停止搅拌后，继续保持锚杆机的推力约3min，10min后方可卸下专用搅拌驱动器，10～15min后张拉锚索，张拉预紧力在50～100KN。5）锚索锚固应力不低于200KN，锚索安装48h后预应力下降，必须及时补拉。6）锚固不合格的锚索作废，在其附近300mm处补打合格的锚索。U钢支架的施工循杯分为二个阶段：第一阶段为安装支架各构件和纵向拉杆；第二阶段是实施壁后充填。每个循环又由以下三大工序构成：架设U型钢支架、铺设钢筋网背板和编织袋布、充填支架与围岩间空隙。1、架设U型钢支架及安设拉杆a．第一架U型钢支架的架设一面紧贴断面刷大的台阶，另一面每个棚腿要用两根短锚杆固定，每根顶梁和底梁均用一根短锚杆固定，每根顶梁和底梁均用一根短锚杆予以定位，第一架支架一定要保证在同一平面内，不能有迈步现象，以保后续支架架设质量。b．支架各构件架设顺序为：底梁→棚腿→顶梁。c．利用中线确定棚腿底板位置，将两个棚腿就位，安上纵向拉杆；将底梁就位，上好两底梁间的接头卡缆；利用脚手架架设两顶梁，先上好顶梁与棚腿的接头卡缆，将两顶梁套接后上好卡缆，同时上好顶梁和底梁的纵向拉杆，待U型钢支架基本构件就位并确定符合设计尺寸后，上好其上的卡缆和拉杆。d．拉杆安装要与U型钢结合严密，拉杆的螺帽必须上紧，前后应对齐，纵向在一条直线上。e．支架基本构件间接头搭接长度为500mm，每个接头上三付卡缆，其中两端两个为带限位块的双槽形夹板卡缆，上、下限位卡缆不得搞错，限位块要紧贴U型钢构件端头，保证限位卡缆在接头滑动时同步移动，提高支架的滑动阻力。f．卡缆螺栓用风动扳手上紧，待每架支架架设好后应检查每个卡缆螺栓的扭矩，扭矩应达到350N．M。支架安装后2个月内，每周检查卡缆扭矩，对于小于350N．M的卡缆要及时上紧。g．安装施工中严格按设计尺寸及中、腰线施工，严格掌握棚子的顶高和宽度，左、右两棚腿应在同一平面内，且垂直于巷道轴线，两棚间距为500mm，允许误差10mm。h．架好后的支架要求明暗一致，不前倾后仰，无迈步现象，前后支架的接头应基本在一直线上。2、铺设背板和编织袋布a．架好一架支架后，在支架与围岩间的空隙内，紧贴U型钢的外周铺设一圈钢筋网背板。沿巷道周边方向的钢筋网采用紧贴对接方式，并用铅丝将相邻两片网扎紧。背板两端弯钩分别钩住U型钢支架的外沿口，在U型钢支架上搭接。放置时，纵横不能错向，有弯钩且钢筋较粗的方向为纵向，并用铅丝与U型钢绑扎牢固。b．为了防止充填材料在凝固前从钢筋网孔中漏出，在钢筋网背板上铺一层编织袋布作为防漏层，底梁处不必铺设，相邻编织袋布间应搭接，搭接长度为200mm，并用细铁丝将其固定在钢筋网背板上。3、壁后充填a．在架设U型钢支架后，壁后的空隙，进行充填层充填。充填层的原材料为水泥、石膏和粉煤灰，其配合比为水泥：石膏：粉煤灰＝l：1：4，水灰比为0.4~0.45。b．水泥采用525号普通硅酸盐水泥；石膏为三级建筑石膏，疏松容重为850kg/m3；粉煤灰为电厂排出废料，疏松容重约为780kg/m3。c．在井下，用矿车将水泥、石膏、粉煤灰送至工作面附近待用。使用时，水泥不能结块，石膏和粉煤灰应保持干燥粉状，含水率应不大于5％。因此，在地面仓储和井下运输过程中应采取防潮措施，井下矿车用塑料布或油布加盖，且要随用随运，不宜在井下储存长时间，否则会造成喷射机的堵塞。d．采用转子II型砼喷射机喷射充填。e．喷射充填时，喷头沿纵向向里喷料，先从两帮充填，做到两帮交替向上充填，然后充填底板和顶部空隙，直至将支架后所有空间全部填满。在充填底板前必须将底板积水全部排干，底板的喷料通过钢筋网网孔进行。f．喷射过程中，严格控制水灰比，确保喷出料稠度合适，不产生流淌。g．壁后充填层一定要喷实，隐蔽工程不能有空洞等，尤其是顶部要充填密实。h．当遭到围岩片帮或冒顶情况，将片帮形成的空洞全部充填满，顶部冒空高度在300mm以下时，全部喷射充填满，冒空高度在300mm以上时，只喷射充填300mm高，剩余空间先用矸石填实，然后再喷射充填料充填密实。i．最后，向底梁上部回填矸石，直至巷道铺轨平面。φ42长5m注浆孔底板25002500800注浆孔布置图井筒中心线20002000100070°φ42注浆孔马头门加固方案施工图（一）充填物60°60°5200500034005338627653.4°71°134°长5m锚杆长8m锚索5005005005005005005005005005005005005005001000长5m的锚杆长8m的锚索底板12001100110012001200锚杆长5000mm锚索长8000mm锚杆锚索布置剖面图1000长5m的锚杆长8m的锚索锚杆锚索部分段布置平面图3-32-21-153.4°71°134°外弧长3316外弧长3963外弧长4254396333164254500500500500500500500500500500500500500500U36支架组装图U型钢局部加工详图3-3详图2-2详图1-1详图10503963R1=3092R2=2954R3=3930R4=379219.5°42.5°425418.2°38.8°1250R4=3930R5=4444R3=3792R6=4306R2=2954R1=309261.4°3155U36拉杆设计图螺栓M20×80螺纹钢2φ25拉杆拉杆弯夹板拉杆距离调节孔螺纹钢2φ25弯夹板螺栓M20×80500螺栓M20×80螺纹钢2φ25拉杆拉杆弯夹板拉杆距离调节孔螺纹钢2φ25弯夹板螺栓M20×80500拉杆详图构件详图5307760774027554630305327517511560540406961853251拉杆详图构件详图5307760774027554630305327517511560540406961853251拉杆详图构件详图U36加强腹板详图128200500200δ＝10mm钢板U36加强腹板图钢板详图128200500200δ＝10mm钢板U36加强腹板图钢板详图钢板详图1510090°±3°R10670500100±2510±35001510090°±3°R10670500100±2510±3500钢筋背板图每米的材料用量：（1）锚杆：直径为φ20，每根长5m，共计8根。（2）锚索：每根7缕（1×7）直径为φ15.4，长为8m，共计5根。（3）U36：以外圈计算的长度为23.066m；以中心线计算的长度为22.644m。（4）拉杆重量：每根的量V＝(751+41+32)×5×60-40×30×5×2＝235200mm3m＝ρV＝7.8×235.2＝1.835kg，每米用量：1.835×16（个）＝29.36kg（5）卡缆：每架6组，一组3个，共计2×6×3＝36（个）。（6）充填物体积：1×20.064×0.3=6.0192mm3。（7）钢筋网面积：20.064×1＝20.064mm2防水布的面积：1.05×钢筋网面积＝21.064mm2（8）掘进面积＝37.99521m2