前言

 

　　在东北地区，由于气候原因造成的矿井冻融破坏是比较普遍的。在七煤公司，就先后发生过桃山矿矸石立井、桃山矿南风井、铁东矿矸石立井、富强矿副立井等冻融破坏。破坏后的井筒进行修复是井巷工程维护工作的一个难题。

 

　　富强矿副立井于1984年竣工，已投入使用30年。由于多年来冬季反复冻融破坏，混凝土井壁脱落、破坏严重。井壁的严重破坏，特别是罐道壁座锚杆的破坏，给富强矿安全生产带来了极大的安全隐患，严重危及了井筒正常提升及井筒设备、设施及升降人员的安全。2003年6月至l1月，七煤集团矿井建设公司采用锚杆钢筋网喷射混凝土联合支护工艺对井筒进行了补强工作，取得了良好的效果。

 

　　1工程概况

 

　　富强副立井井筒净径ф6.5m，井颈段为钢筋混凝土支护，壁厚650mm，井身段为混凝土支护，壁厚400mm，一水平深度250m，富强矿副立井冻融破坏的情况如下：（1）井壁混凝土脱落严重，在140m以上段，井壁普遍大面积脱落，平均脱落厚度达200mm左右，在井颈段，外层配筋全部出露；在140m以下段，井壁接茬局部脱落，最深处已达原岩，平均脱落厚度达100mm左右。（2）部分罐道壁座锚杆出现锚固装置外露、松动、失效现象，使罐道有发生位移的危险，危及提升安全。出现外露、松动、失效的锚杆约占总数的20%-25%。

 

　　2补强方案的原则

 

　　采用锚杆钢筋网喷射混凝土联合支护方式对破坏的井壁进行补强。施工原则是在保证尽量少影响矿井生产的前提下，采用锚杆、钢筋网、混凝土等补强材料替代井壁脱落的混凝土，保证井壁的支护功能，避免井内出现落石危及井内的设备、设施、人员。

 

　　采用加固锚杆加固罐道壁座，确保罐道发挥其导向功能，保证提升安全。

 

　　3施工工艺

 

　　（1）永久锁口段。本井永久锁口采用红砖砌筑，由于多年的冻融，已不能满足安全使用要求。本次加固中.要首先对砖锁口进行检查，如发现有砖块粉朽、掉皮、掉碴现象，必须将锁口拆除，重新支模浇筑混凝土；如锁口红砖强度较好，可在锁口壁上挂金属网，补喷50-100mm混凝土，提高其服务年限。

 

　　（2）壁座加固。首先校核罐道是否发生位移，然后从上至下对各罐道及梯子间、管道间的壁座进行检查，如发现壁座锚杆有松动、锚固部分外露等情况，在壁座托盘四角用帕ф7mm钎头打眼，锚入ф40mm圆钢锚杆，用楔铁将壁座托盘与圆钢楔紧后焊接。圆钢的锚固长度不小于600mm。加固过程中要保证罐道不发生位移。

 

　　（3）井颈井身段加固。将外露的钢筋拆除，用不小于400kPa高压水或不小于800kPa的高压风冲刷井壁，将所有浮灰、污杂物、弱层除净，按800mm×800mm规格布置直径牵фl4mm的螺纹钢砂浆锚杆，锚杆锚固长度不得小于800mm；在锚杆上布置钢筋网，钢筋网与锚杆采用绑联接，钢筋网采用直径6mm的钢筋焊接而成，网眼150mm×150mm。钢筋网至原井壁不少于30mm，保护层20-40mm。布网后喷射强度不小于C20的混凝土。在局部脱落的部位，要根据脱落处的具体形状合理布置锚杆挂钢筋网，喷射混凝土。如发现有砂窝、石窝、大块石等要全部剔除，然后再挂网喷浆。当井壁清净弱面后可喷厚度小于50mm时，可直接喷射一层30-50mm厚混凝土封闭井壁。

 

　　（4）一水平马头门加固。马头门及中间泵房、管子道处的局部空洞，要采用锚杆固定小模板浇筑混凝土充填密实。钢筋混凝土段的脱落，如钢筋出露并已锈蚀，要将其全部拆除，锚杆采用加长锚杆，锚固长度不小于2000mm，挂网后喷浆加固。马头门变平段的脱落，也要在清净弱面后挂金属网喷浆，喷厚在50～100mm。

 

　　4设备器材及设施

 

　　（1）喷浆设备：转v型潮式混凝土喷射机。（2）打眼设备：YT23气腿式凿岩机。（3）施工平台：打眼、安装、喷浆平台设在罐笼顶，随工作面向下延伸而向下运行。在罐顶设置折页盘来填补罐顶与井壁间的空隙，增大罐顶可利用面积并提高安全系数。喷浆机设在地面，利用高压胶管将混凝土送至工作面。在作业位置超过100m后，喷浆机移到中，水泥、砂、石、水、外加剂等材料随罐运载。

 

　　5质量要求

 

　　5.1质量标准

 

　　质量标准执行《煤矿井巷工程质量检查验收标准》（MT-5009-94）要求；施工用的钢筋网、锚杆的材质、品种、规格、布设符合质量要求；喷射混凝土的强度、配比等符合质量要求。挂钢筋网处的最大喷厚≤250mm，最小喷厚≥60mm，喷后井壁最小净尺寸不得影响安全使用，喷后表面平整度≤50mm。

 

　　5.2内业要求

 

　　施工前编制施工组织设计和施工安全技术措施报请公司总工程师批准；分部分项工程质量检验根据《煤矿井巷工程质量检查验收标准》（MT-5009-94）中对“立井钢筋网（含金属网）喷射混凝土支护工程”的分部分项工程评定要求编制；隐蔽工程记录中对锚杆形式、锚杆规格、锚固长度、钢筋网形式、钢筋网布置、喷层厚度、强度及补喷（或局部补碹、补喷）位置等进行描述。各段井壁的破坏程度、补喷（碹）、壁座加固等情况利用井壁综合柱状图进行描述。

 

 

　　工程自2003年6月中旬开始施工，为了不影畸富强矿的正常生产，每天工作时间控制在4～5h之内。施工以10m为一个段高，每个段高内采用清洗井壁-打锚杆眼-安装锚杆-挂网-喷浆的工序循环，工程进展较为顺利，至2003年l1月份基本完成了对井筒破坏较严重段的加固补强工作，基本达到了补强目的。

 

 

　　经过加固补强后，提高了富强矿副立井的服务年限，保证了安全生产，为富强矿的发展提供了有力的保障。经济和社会效益是十分可观的。锚杆钢筋网喷射混凝土联合支护工艺在井筒补强中的成功应用，为井筒补强工作提供了一条有效的途径，同时也为矿井不稳定岩层中巷道、硐室的施工提供了技术供鉴。