采区边缘变化带内峒室支护研究与实践.pdf

2 0 1 1 年 第6 期 互 娃晨 舛技 1 9 采 区边缘 变化 带 内峒室支护研 究与实践 冀慎利 山东盛泉矿业有限公司， 山东 新泰2 7 1 2 0 7 摘要采用锚 网梁喷作为永久支护 ； 钢筋梁纵横 交叉布置； 网、 钢 筋梁用来支撑锚杆之 间的围岩 ， 并将单个锚杆连接成整个锚杆群 ， 喷浆后使 巷道围岩周围形成有一定柔性的薄壁钢筋混凝土支护圈， 有效地控制围岩的变形与破坏。解决了采区变化带内巷道施工的支护技术问题， 实 现采区断裂带内裂隙发育岩层内 施工的安全生产； 大幅度降低巷道掘进率， 为进一步回收边角块段煤柱 ， 研究“ 三带” 内巷道施工支护打下良 好基础。 关键词 采区 变化带 峒室 支护 中图分类号 T D 3 5 4 文献标识 码C 1 煤层概 况 十五层 煤煤 层 厚 度 1 ． 5 4～2 ． 7 7 m之 间， 平 均 1 ． 7 5 m， 沉积较稳定， 煤层结构复杂， 中上部夹有一层 较稳定的串珠状炭质砂岩夹矸， 厚度0 ． 2 0 0 ． 4 0 m之 间， 个别地段有两层夹矸， 底部与十六层煤夹有平均 0 ． 5 m厚的粘土质粉砂岩。该煤层沉积稳定， 玻璃光 泽， 局部暗淡， 断口贝壳状 ， 夹有零星晶体黄铁矿。该 煤层可 采性 指数 K m0 ． 9 3 4 8 ， 煤 层变化 幅度 S 0 ． 3 6 6 3 ， 煤厚变异系数 r 3 2 ． 5 9 ％， 属较稳定的煤层。 2巷道支护设计 2 ． 1 支护参 数 巷道采用直墙半圆拱断面， 锚网梁喷支护， 每 m 使用 1 2 根 q b 2 0 2 2 0 0 ra m的全螺纹钢等强锚杆， 每根 锚杆使用两支树脂药卷 2 8 X 3 3 0 ra m ， 锚杆间排距 8 0 0 8 0 0 ra m， 环形挂9 0 0 0 X 1 l O O m m的金属菱形网， 使 用铁托盘和钢筋梁压网， 铁托盘规格 ①l 3 O8 m m， 菱 形网采用 1 0 铁丝编制， 网格 5 05 0 ra m， 联网时网与 网之 间扣扣扭 接， 每 2 0 0 m m 打 结一 次。喷浆厚 度 1 0 0 ra m， 初喷跟迎头 ， 初喷厚度3 0 ra m， 复喷厚度 7 0 ra m。 巷道两帮底角锚杆布置到巷道底板上， 向下倾斜与水 收稿 日期 2 0 1 1 0 3 1 0 作者简介 冀慎利 1 9 7 0一 ， 男， 毕业于山东科技大学， 担任山东 盛泉矿业有限公司技术部副部长。 平夹角为 4 0 。 ， 配偏心托盘， 锚杆锚固力不低于 1 0 0 k N， 预紧力不低于 4 0 0 N m。 临时支护采用 三根长度 3 ． 5 m 的“ 订 ” 型钢配初 喷 作临时支护， 前探梁用六个专用吊梁器将其 固定在迎 头前两排锚杆上。放炮后首先进行敲帮问顶、 摘除活 矸， 及时进行初喷， 初凝 2 0 m i n后， 前移前探梁 ， 铺设钢 网并接实顶板， 前方空顶部分使用专用方木及木底梁 接实顶板。前探梁到迎头的端面距不大于 3 0 0 m m。固 定前探梁 的锚杆 留有足够长 的丝扣， 一 般为 4 0～ 8 0 ra m。迎头循环进尺 1 ． 0 m， 放炮前最大控顶距不大 于0 ． 3 m， 放炮后不大于 1 ． 3 m。 2 ． 2锚杆 支护设 计 采用直墙半圆拱断面锚网梁喷支护 ， 使用全螺纹 等强锚杆。巷道埋深约 4 2 2 m， 设计巷道净宽度 5 ． 0 m， 净高度 3 ． 5 m。采用 2 0 X 2 2 0 0 m m的全螺纹钢等强锚 杆， 锚杆间排距 8 0 0 X 8 0 0 m m， 符合支护要求。 3光 爆标 准 1 打眼前， 先标定好眼位。 2 钻出的眼孔要做到准、 平、 直、 齐， 为防止超欠 挖， 帮眼、 周边眼的外插和上爬不得超过 3 。 ， 不得 向内 插和下载。周边眼的方向要与巷道轴线方向一致。 3 打眼时， 坚持打炮眼做导向眼， 并插好炮棍做 其它炮眼的导向， 坚持定人、 定钻、 定眼、 定位、 定责。 有效的防止了地面的沉陷， 避免了因煤炭开采造成的 建筑物斑裂和搬迁工程。 参考文献 3 ． 3 经济效 益 [ 1 ] 矸石充填法采煤地面岩移观测与分析 2 0 0 7 年第z l 消了阶段煤柱 ， 进行无煤柱开采， 增加了煤炭储量的回 期作者 霍召峰武长 金陈磊清 嚣 矸 石 艄 黑 费 用 的 支 出 。实现了矸石不运出采区， 减少井下矸石 ⋯ ～ ～ 运输费用 ， 减少人员、 电力和材料的支出。 2 0 东 茬 舛技 2 0 1 1 年 第6 期 4 超挖尺寸不得大于 1 5 0 ra m， 欠挖尺寸不得超 过质量标准要求， 即巷道高度欠挖应小于 3 0 ra m； 巷道 宽度欠挖应小于 5 0 m m。 5 眼痕率达到 5 0 ％以上 。 6 岩面上不应 有明显 的炮眼裂缝 。 7 严格按爆破说明书及炮眼布置图中的规定进 行装药、 放炮。 4 支 护工艺 4 ． 1 支护材 料 1 锚杆采用．2 0 M , v S i 钢制成的等强度螺纹钢锚杆， 规格为 0 2 0 2 2 0 0 1 n m， 每根锚杆均用 2 块树脂锚固剂固 定， 锚固长度不少于 7 0 0 ra m， 锚杆外露丝长度为 3 0 5 0 m m， 铁托盘规格 O1 3 0 8 m m， 铁托盘采用 8 m m钢板 压制成弧形， 树脂锚固剂规格为0 2 8 3 3 0 ra m， 锚杆均使 用配套标准螺母紧固， 锚固剂型号为 M S Z 2 8 3 3 ， 每根锚 杆岩层锚固力不小于 1 0 0 k N， 预紧力不小于4 0 0 N ． m。 2 钢网采用 1 0 铁丝制作的菱形网， 网格为长 x 宽 5 0 x 5 0 ra m。 3 喷射混凝土必须用标号不低于 4 2 5 水泥， 沙 为纯净的河沙， 砂浆强度为 C 1 8 ， 配比为水泥 沙 1 2 ； 速凝剂型号为J 8 5型、 掺人量一般为水泥重量的 2～ 4 ％， 速凝剂必须在喷浆机上料口均匀加人。 4 ． 2锚杆安 装工 艺 1 打锚杆眼 打眼前， 首先按照中、 疆线严格检 查巷道断面规格， 不符合作业规程要求时必须先进行 理； 打眼前要先敲帮问顶， 仔细检查顶帮围岩情况， 找掉活矸、 危岩； 确认安全后、 方可开始工作， 锚杆眼的 位置要准确， 眼位误差不得超过 1 0 0 ra m， 眼向误差不得 大于 1 5 。 锚杆眼深度应与锚杆长度相匹配， 打眼时应 在钎子上做好标志， 严格按锚杆长度打眼， 锚杆眼打好 后， 应将眼内的岩渣、 积水清理干净。打眼时， 必须在 前探梁的掩护下操作。打眼的顺序 ， 应按由外向里先 顶后帮的顺序依次进行。 2 安装锚杆 安装前， 应将眼孔内的积水、 岩粉 用压风吹扫干净。吹扫时， 操作人员应站在孔 口一侧 ， 眼孔方向不得有人。安装锚杆时， 将 2块树脂锚 固剂 送人眼底后， 再将锚杆插入锚杆眼内， 使锚杆顶住树脂 锚固剂， 外端头套上螺帽， 用带有专用套筒的风煤钻卡 住螺帽， 开动风煤钻， 使风煤钻带动杆体旋转将锚杆旋 入树脂锚固剂， 对锚固剂进行搅拌， 直至锚杆达到设计 深度 ， 方可撤去风煤钻， 搅拌旋转 1 5 3 0 s 后， 卸下螺 帽， 挂好网， 上好托盘， 拧上螺帽， 1 2 m i n之后， 拧紧螺 帽给锚杆施加一定预紧力， 拧紧力矩不小于4 0 0 N m。 4 ． 3 喷射混凝土工艺 1 检查锚杆安装和菱形 网铺设是否符合设计要 求， 发现问题及时处理。 2 清理喷射现场的矸石杂物， 接好风、 水管路， 输料管路要平直不得有急弯， 接头要严密， 不得漏风， 严禁将非抗静电的塑料管做输料管使用。 3 检查喷浆机是否完好 ， 并送电空载试运转， 紧 固好磨擦板， 不得出现漏风现象。 4 喷射前必须用高压风水冲洗岩面， 在巷道拱 顶和两帮应安设喷厚标志。 5 喷射J 顶 序为 先墙后拱 ， 从墙基开始 自下而上进 行， 喷枪头与受喷面应尽量保持垂直。喷枪头与受喷面 的垂直距离以0 ． 8～ 1 ． 0 m为宜。喷射时， 喷浆机的供风 压力在0 ． 4 M P a ， 水压应 比风压高0 ． 1 MP a 左右， 加水量 凭射手的经验加以控制， 最合适的水灰比是0 ． 4 0 。 5 之 间。喷射过程中应根据出料量的变化， 及时调整给水 量， 保证水灰比准确， 要使喷射的湿混凝土无干斑， 无流 淌， 粘着力强， 回弹料少 ， 喷射混凝土厚度 1 0 0 ra m。 6 喷射工作结束后 ， 喷层必须连续洒水养护 2 8 d 以上， 7 d以内每班洒水 1次， 7 d以后每天洒水 1 次。 7 喷射均匀 ， 无裂隙， 无“ 穿裙， 赤脚” 。 5施工 工艺 5 ． 1 施 工方 法 1 施工前 ， 首先按 由外向里的顺序， 对开门点处 前后各 1 0 m范围内的支护进行检查 ， 如有危岩活矸， 要 及时摘除， 保护好开门点的风筒、 电缆及风水管路， 防 止放炮打坏， 确认安全后， 方可开始掘进。 2 巷道采用光面爆破法施工 ， 眼痕率达到 5 0 ％ 以上 。 3 巷道掘进时， 掘进时采用正台阶分层掘进。 5 ． 2凿岩方 式 1 打眼机具 采用 7 6 6 5 M型风钻配 q 2 2 m m中空 六棱钻杆 q b 3 2 m m柱齿钻头湿式打眼。 2 施工前的准备工作 接好钻并试运转， 打眼前 根据中腰线及断面图画出巷道轮廓线， 然后按炮眼布 置图点好眼位， 确定好眼深。 3 打跟方法 打眼时打眼工要定人、 定钻、 定眼、 定位、 定责， 钻进的方向、 角度符合规定。 6 结束语 经过现场实际情况证明， 该工程支护设计合理 ， 解 决了断裂构造区域结构复杂岩层裂隙发育的支护问 题， 实现了快速、 优质、 高掘的 目标 ； 为“ 三带 ” 内施工 巷道积累了实践经验， 具有较好的借鉴意义。