动态支护（精选3篇）
动态支护 篇1
前言
平煤天安十二矿位于平顶山矿区东部, 1958年6月20日动工兴建, 1960年7月1日简易投产, 当初年设计生产能力30万吨, 经过先后四次扩大井田范围, 三次大的技术改造, 一次改扩建, 矿井最新核定生产能力为150万吨。井田边界范围内全矿工业量6519.9万吨, 可采量3020.5万吨, 剩余服务年限为13.8年。
十二矿己七二期轨道下山是该矿的一条重要的运输轨道, 它担负着己七二水平、己七三水平的运输任务, 服务年限达30多年, 该巷道设计全长1135m, 原设计净宽4.0m, 净高3.0m。1995年开始施工, 1997年投入使用, 该巷道开口前100m, 沿己16、17底板砂岩掘进, 100m~160m处进入己16、17煤层, 沿己16、17煤层底板掘进, 此段距己15煤层底板间距为3.2m, 从160m往下沿己15煤层顶板掘进, 巷道最大坡度为31度, 最小坡度21度, 平均坡度26度, 巷道埋深在-500~-600m之间, 原设计29u钢支护, 巷道左右30m为西翼回风下山和皮带下山, 巷道承受三个方面的压力, 上覆岩层自重压力, 左右两侧煤层开采时产生的动侧压力。巷道使用至今已经过4次维修、扩修、拉底, 效果不理想, 巷道变形破坏后, 修复时仍以U型钢支架为主进行支护, 支架后背使用坑木或钢筋混凝土背板, 支架后存在较严重的空顶和空帮现象, 支架受力性能较差, 相对地降低了巷道支护结构的承载能力, 影响了巷道的整体稳定性。因此, 修复后的支护结构仍不能保持巷道的稳定 (见图) 。
巷道出现脱皮掉碴, 底臌, 支架周围布置的各种背板和金属网不能有效限制围岩的变形, 出现严重的折断、扭曲及外露, 支架扭曲破坏、形成尖顶, 支架柱脚内移、扭断, 卡缆、小板压断, 支架严重
变形等现象。造成巷道最窄处只有2.3m, 最低处只有2.2m, 已严重影响到行人和运输通车, 采面安装无法进行。
考虑到己七二期轨道服务年限长, 而且还将受到回采工作面的采动影响, 如果不采取有效的加固, 将无法控制巷道的剧烈变形, 后果不堪设想。为了解决支护难题, 平煤十二矿成立专业攻关技术小组, 进行支护加固设计、施工和监测。巷道设计净宽4.6m, 净高3.2m, 使用36u型钢棚子加锚注、喷浆联合支护, 实现动态叠加综合支护, 提高巷道的的使用周期, 这对于十二矿的安全生产, 通风运输都具有重大的现实意义, 对平煤其他矿井的软岩超高应力巷道的支护也有较好的借鉴意义。
1施工工艺
首先进行巷道两帮断面的刷大及卧底, 并采取有效的临时支护后, 拆除巷道原有U型钢支架, 及时架设新的可缩性36U型钢支架, 铺设金属网, 并喷浆封闭围岩, 然后滞后20~30m, 利用注浆短管对U型钢支架与喷网支护进行壁后充填注浆。在壁后充填的基础上, 再滞后一段距离 (20~30m) , 沿巷道全断面隔排布置螺纹钢锚杆和内注锚杆, 安装好托盘后, 进行喷浆封孔, 并利用外露的内注锚杆孔对深部围岩进行注浆加固。工艺流程为:架U型支架和喷网初次支护→壁后充填注浆→全断面锚杆与注浆→底角锚固与注浆。 (1) 壁后充填工艺流程:打眼→安短管→封孔→喷浆→注浆; (2) 锚杆注加固工艺流程为:安装注浆锚杆→喷浆封闭→注浆→安装锚杆托盘 (3) 底角锚固与注浆加固工艺流程为:安装锚杆→安装内注锚杆→管口封闭→注浆加固。
2施工要求
(1) U型钢支架与喷网初次支护
可以在支架的保护下, 进行巷道的刷大和卧底, 每次的进尺控制在0.6m以内 (与支架的棚距一致) ;必须采用单体支柱或木点柱进行临时支护后, 再拆除原有的金属支架;然后在超前探梁临时支护的情况下进行可缩性U型钢支架的架设、金属网的铺设等施工工艺, 刷大巷道断面时, 风镐进行施工, 减轻对两帮岩体的再次破坏, 为实施锚杆等主动支护创造有利的条件, 帮顶刹实背牢, 构件紧固有效, 喷浆厚度50~80mm, 使U钢翼缘覆盖好, 保证将巷道周边的表面裂隙封闭好, 避免注浆出现漏浆液。
(2) 壁后注浆充填
安装注浆短管时, 必须控制的短管的外露长度, 保证安装质量, 避免注浆时出现跑浆现象, 影响正常的施工作业。要保护好注浆短管的孔口和螺纹段, 防止因孔口破坏或被堵影响注浆。将水灰按规定的水灰比制成水泥浆, 并保证在注浆使不发生吸浆龙头堵塞及堵管等现象, 并根据需要及时调整浆液参数。控制好注浆泵的压力, 以免发生管路堵塞及崩管等现象, 及时拆除和清洗注浆阀门。壁后注浆后要滞后一段距离20~30m, 再进行全断面锚固与注浆作业。
(3) 全断面锚固与注浆加固
保证锚杆孔的倾角角度和孔深;锚杆孔成孔后, 在安装锚杆前, 要用压风吹洗眼底, 尽量清除干净及孔壁上的岩粉, 以保证树脂锚固剂效果及锚杆的锚固力。
安装锚杆时需用锚杆将药卷送至眼底后再进行搅拌, 确保锚固长度及效果。内注锚杆必须按规定的角度和间排距施工, 靠近底角的内注浆锚杆兼起底角锚杆的作用, 应向底板方向下扎15~30°。浆液配置必须按规定的水灰比进行, 并安排专人负责, 需连续搅拌桶内浆液, 且水泥入水前必须过筛, 去除杂质, 结块水泥不得使用。
注浆时加强信号联系, 保证及时开停注浆泵, 并控制好注浆压力。一般注浆泵压力不大于2.0MPa, 出现超压现象时, 设法处理, 以免发生崩管及浆液冲出伤人等事故。
注浆结束或中途停注时, 实行先停泵, 再关闭孔口阀门, 然后打开泵体上的卸压阀, 让管内浆液回流到桶内, 待管路及泵内压力降低后, 再打开孔口活接头, 并将它连接到其它孔口上继续注浆;如出现堵管或停泵时间较长等问题时, 要及时吸清水冲洗注浆泵及管路, 防止浆液在泵内或管内凝固。待浆液初凝结或压力降低后, 再卸下孔口上浆阀门, 一般30min后即可, 如仍存在漏浆等应用纸、麻或快硬水泥等堵住管口, 以防浆液倒流, 卸下的阀门要及时清洗, 以备用。采用内注锚杆实施注浆加固后, 应待水泥凝固一定强度 (一般3~5天) , 必须及时安装锚杆托盘。
(4) 底角岩体的锚固与注浆加固
底角岩体的锚固与注浆加固, 要严格控制锚杆孔的排距、角度和深度, 眼深不得超过1.95m;安装锚杆时, 必须按顺序装入树脂药卷 (有里到外按快、中、慢的顺序装入药卷) , 用锚杆体将树脂送到眼底后, 再开动锚杆钻机, 带动锚杆搅拌树脂药卷, 并送至眼底后, 停止钻机, 等待一会 (10~30s) , 再卸下钻机, 从而完成锚杆的安装。
严格控制注浆浆液的水灰比和水玻璃的掺量, 并将最终注浆压力控制在1.5MPa以内。进行底角注浆时, 要注意观察注浆孔周围浆液的渗漏和扩散情况, 当巷道的底角周围出现大量漏浆情况时, 可以暂停注浆, 再对其余注浆孔实施注浆作业。对个别出现漏浆的注浆孔, 可以停注20~30min后, 再进行一次复注, 这样可对部分因浆液扩散沉淀后, 又出现的孔隙进行补充和加固, 以提高底角注浆效果。
动态叠加综合支护技术可以充分发挥支撑钢、注浆锚杆联合支护的优点, 充分利用了支撑钢、注浆锚杆它们的长度、韧性、刚度等属性, 互相补充、互相强化, 刚柔并济, 形成了高强度、高弹性的稳定承载体, 能核能决松软超高地应力巷道的强度低、扩容应力大、稳定性差等支护难题, 大大提高了巷道的使用周期。对国内外的巷道支护都有一定的指导意义。
摘要：以平煤一安十二矿己七期轨道为例, 简述动态叠加综合支护技术研究分析。
关键词：己七二期轨道,动态叠加综合支护技术,扩建
动态支护 篇2
为掌握矿压的基本规律，综合分析矿山顶板控制问题，建立健全顶板动态监测、分析处理责任制，做好顶板管理工作，特制定本制度如下：
1.结合我矿实际情况，配备矿压观测领导小组： 组长：地测科长
成员：地测科全体人员和生产单位验收员
2.地测科组织定期对井下所有巷道及掘进工作面进行矿压观测，与原始掘进数据对比分析，需要加强支护时或维修巷道时，通知包片责任单位处理。
3.测压组成员应分别对各巷道及掘进工作面的工字钢变形情况、坠包情况进行记录并下发隐患整改通知单。
4.监测人员应配备必要的工具及仪表，并负责对仪表及监测工具的维护保养，保证仪器、仪表的灵敏可靠。
5.监测人员应及时整理分析监测资料，掌握监测进度，并将监测分析结果及时向技术部门汇报，为安全生产服务。
6.根据不同监测目的，对所测数据进行细致整理并进行数据统计分析，提出所测工作面矿压规律的认识，并以此分析控制顶板或改进支架等措施。7.矿压观测点必须按50m间距控制。特殊条件(断层及围岩破碎带、顶板淋水、应力集中区、交岔点及硐室等)下的巷道必须对此处紧密观察，每5m设观察点一个。
1.地测科负责矿压观测并详细记录，报技术科进行分析，并制定专项技术措施由包片负责单位进行处理。
2.地测科观测矿压时记录数据及工作面情况必须真实，在观测工作面顶板情况时，生产单位必须全力配合。
3.技术科制定专项技术措施必须与工作面情况相结合，安全技术措施必须通过总工程师审批签字并在生产单位贯彻后方才生效。
4.生产单位根据专项技术措施作业期间，地测科和技术科必须安排专人现场观测，结合工作面实际情况，需要补充措施及时补充。
第一章 完善矿压观测组织机构，明确责任。
成立矿压观测组，矿压观测组设在技术科。在总经理、总工程师、技术科科长、分管副科长领导下，组织完成有关矿压观测与支护质量监测的各项工作任务，把矿压观测列为现场顶板控制工作的重点。充实观测人员，根据顶板监测需要，最少配备5名专职观测人员(由综采队安排)，由矿压组统一管理，做到有计划有组织的开展矿压观测和支护质量监测工作。其主要职责有：
一、制定矿压观测、支护质量监测所用仪器仪表、设备配备数量和维修检测资金计划。
二、组织实施采、掘工作面矿压观测与支护质量监测，对监测数据进行处理和分析，对存在的问题提出整改意见并监督实施。
三、对特殊地点进行专项研究。对采煤和掘进工作面过断层、富水区、破碎带、交叉点、沿空巷道，编写专题观测方案，进行矿山压力专项研究，对观测进行分析总结，对特殊地点的顶板控制提出超前预防措施，严防重大冒顶事故的发生。
四、对锚网回采巷道的支护产品质量进行监督检验;对矿压、安全监测仪器仪表，严格按照国家计量器具管理制度进行强检。杜绝各类不合格品的使用。
五、对相关的矿压观测、支护质量监测技术资料、总结报告和监测数据等进行存档管理。
第二章 采面支护质量与顶板监测制度
一、综采工作面支护质量与顶板监测主要内容、指标、测站布臵、方法
1、综采工作面日常支护质量与顶板动态监测主要内容和基本要求：撑紧、移够、站正、完好，使其能够有效控制围岩，减少冒顶事故，提高综采功效，保证安全生产。
2、主要监测指标分为支护监测指标、围岩状态指标和两巷超前支护质量指标。
(1)支护质量监测指标：
①关键指标：
1、初撑力
2、端面距
②辅助指标：
1、支架工作阻力
2、支架工作空间几何状态(支架歪角、排齐偏差、相邻顶梁台阶值、顶梁俯仰角、支架间隙)
3、液压系统工况(泵站压力、液压管路和密封件完好状况)
4、采高
(2)综采工作面围岩状态指标：端面顶板冒高、冒宽、冒区长度，煤壁片帮深度，片帮区长度。
(3)两巷超前支护质量指标：煤壁超前20m范围内支护完整，巷高不小于1.8m，有0.8m行人通道。按照作业规程规定加强端头及超前支护。
3、综采面矿压及支护质量观测测站布臵：
每台支架安设1台矿压观测表。
4、综采工作面日常矿压观测方法：
(1)支架阻力观测： 直接读取压力表读数。
(2)顶板动态观测 ：在各测线处对顶板状态作统计观测，记录采高、端面距、片帮深度等。
(3)支架几何参数观测：采用目测普查，超标明显处用工具进行测记，包括顶梁走向角及倾角、顶梁错差。
(4)两巷超前支护质量监测 测量单体液压支柱的初撑力或工作阻力。
5、特殊时期的支护质量与顶板动态监测：主要包括初采、末采撤面、工作面顶板初次垮落和初次来压，该阶段对每台支架均要进行动态监测，其初撑力必须符合规定。
二、采煤工作面支护质量与顶板动态监测数据收集、分析、处理制度
1、采煤队负责进行现场支护质量与动态监测数据收集工作，每班由验收员监测一次，并在井下认真填写原始数据记录表。监测数据表内容主要包括支架循环初撑力、当前工作阻力、最大工作阻力。不按现场实际情况填写或没填写监测报表罚验收员100元。
2、现场验收员每班将井下测取的各种原始数据按记录表格填写清楚，采煤工区在每天下午5点前安排专人将3班监测记录表报送矿压组，矿压组将监测数据进行处理计算后，填入整理表格。不按时或不送报表，罚采煤队长、技术主管各100元。
3、对工作面支护质量及煤岩稳定性作出总体评价，并对存在问题提出整改措施和建议，由分管领导签署意见、采煤队签署整改措施后，存档备查，并现场监督整改。
4、工作面安装、撤面必须对液压支架初撑力进行动态监测，对液压系统完好情况进行统计观测，并将监测记录保存。
三、回采巷道支护质量与顶板动态监测数据处理
1、超前支护范围内，每天测定超前支护及密集切顶单体液压支柱的初撑力或工作阻力。
2、采煤队每天下午4点前将记录表报送技术部，技术部安排专人对监测数据及时分析处理，掌握顶板离层、围岩变形量随工作面推进的变化规律，发现异常及时向领导进行汇报。
第三章 掘进巷道支护质量与顶板动态监
测数据收集、分析、处理制度
一、顶板动态监测仪器仪表的安装、维护
1、掘进巷道顶板动态监测主要仪器为顶板离层仪，所有采用锚网支护的煤巷从施工到报废都必须在矿压组的协调指导下实行全过程地监测与维护。巷道掘进期间的安装、监测与维护工作重点由掘进施工单位在矿压组指导下进行;巷道竣工交接后到采煤工作面生产前其监测工作重点由矿压组负责，采煤工作面生产到巷道报废期间其监测与维护工作重点由采煤队负责。掘进、采煤队应设立煤巷锚网顶板离层指示仪监测小组，由专人(兼职)负责，报矿压组备案，并在人员有变动后及时通知矿压组更改。
2、锚网巷道顶板离层指示仪的观测采用定人、定岗、定时观测，煤巷锚网支护巷道的监测责任单位都必须建立巷道监测与维护档案，在巷道交接时，其巷道监测与维护档案一并交接。矿压组不定期进行抽查摸底，缺少此项每次罚责任单位100元。
3、所有煤巷锚网支护巷道及时安设顶板离层指示仪，不得以任何理由拒绝回推迟安装，且规范安装，确保离层指示仪能准确监测顶板变化情况，提供顶板离层的情况，深基点6m、浅基点3m。否则罚区队技术主管100元/个。顶板离层指示仪必须随迎头及时安设，不能滞后安设，否则罚区队技术主管50元。
4、顶板离层指示仪的安设必须按50m间距控制，间距过大的必须补加，并罚区队技术主管100元。
5、对于每条巷道的顶板离层指示仪施工单位必须明确本施工区队的现场监测人员，否则罚队长100元。
6、掘进、采煤、以及涉及使用到锚网巷道的单位，损坏离层指示仪的按200元/个扣罚。
7、特殊条件(断层及围岩破碎带、顶板淋水、应力集中区、交岔点及硐室等)下的巷道必须按规定安设顶板离层指示仪，否则对施工单位技术主管罚款100元。
8、施工单位不能随意损坏监测仪器，损坏的按仪器原值的一倍罚款。
二、掘进巷道支护质量与动态监测的数据收集、分析、处理按下列要求执行：
1、巷道掘进期间距迎头200m以内顶板离层仪测量读数每天不少于1次，距迎头200m以外的范围测量读数每周不少于1次。
2、巷道竣工交接后到采煤工作面生产前期间测量读数每周不少于1次。采煤工作面生产至巷道报废期间测量读数次数按回采巷道支护质量与顶板动态监测数据处理要求执行。
3、每个顶板离层仪区队观测人员要认真收集、整理、保存顶板离层仪读数，并进行简要分析。如发现异常：
1、读数范围内累计下沉100mm;
2、日下沉量超过40mm/日。现场施工区队的跟班人员应及时采取应急措施，进行临时支护保证现场施工安全，然后报矿压组及有关领导，进行分析并制定有关措施上报矿有关领导，进行处理。
4、区队监测人员必须按规定观测顶板离层指示仪，读数并记录，有较大变化时及时向工区和调度室、矿压组汇报，记录不全罚款50元。
5、记录台账每周向技术部报送一次，不报罚款50元。
6、矿压组每月组织定期及不定期对掘进巷道锚网支护质量进行检测，定期为每旬检测，不定期为随时组织人员对巷道进行检测。检测锚杆间排距、锚杆角度、托盘贴沿情况、锚固力，不合格每项罚区队长100元/次。
本制度自下发之日起实施。
长治县西山煤业有限责任公司
顶板动态监测
分 析 处 理 制 度
动态支护 篇3
随着我国经济的迅猛发展, 高层、超高层建筑不断出现, 地铁车站、市政广场等各类大型工程迅猛发展, 地下空间开发的规模越来越大, 导致开挖深度大于10 m的深基坑工程越来越多。由于深基坑工程主要集中在经济发达的城市中心地区, 深基坑开挖易引起周围地铁隧道、车站、地下管线、交通主干道、大厦、居民楼等地基土体的变形, 但上述建筑物对土体变形十分敏感, 易受土体变形产生倾斜、倒塌、管线破裂、地面沉降塌陷等, 而且损失十分巨大[1,2,3], 加上流变性土体、地下水位浅等不良场地工程地质环境, 为了深基坑的支护结构能严格控制开挖引起的土体变形, 保证深基坑周边敏感建筑物的正常使用, 导致支护结构设计方案不仅保守, 表现在支护结构的费用往往超过千万元, 而且在施工过程中设计方案一成不变。
而我们知道, 除地下连续墙支护结构之外, 其余深基坑的支护结构如排桩、水泥土墙、土钉墙、逆作拱墙皆是一种临时性建筑物, 随着基础垫层的开始施工, 支护结构逐渐会被破除或弃用[4,5,6]。因此, 对敏感环境下的深基坑工程, 如何因地制宜地进行支护结构的动态化设计以节约支护结构的费用具有现实性。
1 工程概况和场地工程地质条件
江苏常州某商业开发区项目由两幢主楼和一幢裙楼组成。其中, 一幢主楼地上33层, 剪力墙结构;另一幢主楼地上11层, 框剪结构;裙房地上3层, 框架结构。三者之间均有联体的2层人防地下室, 地下室板底埋深相当于黄海高程-6.3 mm~-7.8 mm, 基坑总面积约22 400 m2, 挖深11.0 m~13.0 m, 支护段总长约为650延米。
与该深基坑开挖有关的土层有: (1) 杂填土, 其中底部为软~流塑状粉质粘土; (2) 淤泥质粉质粘土夹淤泥质粉土; (3) 粉质粘土夹粉土; (4) 粉质粘土; (5) 粘土; (6) 粉质粘土; (7) 粉土; (8) -1粉砂夹粉土; (8) -2粉砂; (8) -3粉砂夹粉土; (8) -4粉砂; (9) 粉质粘土。
场地有上层滞水和承压水, 上层滞水埋藏于 (1) 杂填土中, , 承承压压水埋藏于 (7) 粉土、 (8) -1粉砂夹粉土; (8) -2粉砂; (8) -3粉砂夹粉土; (8) -4粉砂中。
2 支护结构的动态化设计
根据场地工程地质条件, 总体上支护结构采用灌注桩+土锚+支撑+放坡土钉墙组合的设计方案, 局部采用搅拌桩, 坑内外采用管井进行大降水, 该方案的优点如下:1) 适用于粘土、中密砂土地层的深基坑施工;2) 施工工艺成熟, 施工速度快, 施工质量容易保证;3) 不占用基坑内场地, 对土方开挖及土建施工影响小, 大大的缩短了施工工期;4) 采用了大降水方案, 作用在支护结构上的水土压力减小40%, 支护结构费用能降低1/3;5) 因坑外水位降低至坑底面以下, 土方开挖时不会出现漏水漏砂现象。
在基坑宽度90 m的FG段, 考虑到勘察过程中反映出 (2) 层软土很厚, 而根据该地区的施工实践, 软土层的位移很难控制。为确保深基坑的安全, 最初的设计方案是多排搅拌桩重力式挡墙+放坡土钉墙 (见图1) 。
按原设计方案施工后, 信息化监测时发现该段的位移较大, 相邻道路出现裂缝, 因此对该方案进行了调整, 取消了原方案中的多排搅拌桩的支护体系, 改成钻孔灌注桩和单排搅拌桩止水帷幕的支护方式, 而对原方案中的多排暗墩予以保留, 同时桩间再施工18 m的土锚 (见图2) 。
在基坑FG段后续的施工中发现FG段的土层多为淤泥质粉土, 在连续施工4排~5排土锚后对桩体背后的土层扰动非常大。按照设计要求施工了5层土锚后, 且位移仍呈发展趋势, 为保证深基坑的安全, 再一次将FG的支护结构方案由钻孔灌注桩+多排土锚改成了钻孔灌注桩+土锚及钢管斜撑的方案 (如图3所示) 。
第二次的优化方案在后来的施工中被证明是安全可行的。施工时先保留部分灌注桩下的土体, 等待底板施工结束后施工钢管斜撑后再挖去该部分土体。减少了土锚的数量从而减少了对外围土体的扰动, 沉降和位移都得到了良好的控制。钢管斜撑施工速度快, 不需要养护期, 相对于原来土锚的施工减少了施工时间和养护时间。钢管斜撑可以回收再利用, 分摊的成本少于原来的多层土锚的成本。
3 结语
1) 由于深基坑的支护结构是一种临时性建筑, 在设计时, 本着安全、实用的前提, 尽量采用施工方便、可靠性高、能节约成本的支护结构。
2) 在深基坑施工过程中, 动态化设计、信息化施工要贯穿施工的全过程, 要根据实际的场地工程地质条件和周边敏感环境, 及时优化设计方案, 确保深基坑的安全和工程进度, 确保周边敏感环境的安全。
摘要：以江苏常州某商业开发区深基坑工程为例, 根据施工过程中场地工程地质条件的变化, 对设计方案进行了两次优化, 保证了深基坑工程的安全和进度, 确保了周边敏感环境的安全, 为类似敏感环境下深基坑工程的设计及施工起到了借鉴作用。
关键词：深基坑,支护结构,敏感环境,动态设计
参考文献
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