巷道过断层施工中锚喷支护新工艺的应用

４　童瞧晨斜技　２００６年第３期　巷道过断层施工中锚喷支护新工艺的应用　山东鑫国煤电有限责任公司　马胜　关键词锚喷支护　工艺改革施工　鑫国煤电有限责任公司９７００泄水巷，从２００５年３月开　始施工，巷道长度约８００ｍ，掘进断面１３．２ｍ２，巷道需穿过ＮＦ４　≥１００Ｎ・ｍ，锚杆外露于螺母外１０～５０ｍｍ。　（４）金属网采用懿一钢筋电焊而成，规格与锚杆间排　断层破碎带，７煤、９煤及软岩破碎层等，围岩岩性变化较大、　压力大，对支护质量要求高。为此，根据现场实际，采用了新　的锚喷支护工艺，提高了巷道支护质量，确保了破碎围岩下　巷道的施工安全。　１支护作用原理和进行支护工艺改革的必要性　锚（网）喷支护是将锚网支护和喷射混凝土支护两种支　护联合起来共同作用于巷道围岩的支护方式，对巷道围岩支　护作用主要有以下几点：（１）保护和加固围岩作用。喷浆能　及时封闭围岩，防治围岩风化并加固围岩；（２）调整释放围岩　应力的作用。锚喷支护允许巷道围岩有一定的变形，能起到　部分释放围岩应力的作用；（３）悬吊、组合、压缩拱作用；（４）　整体支护作用。锚杆、混凝土和金属网形成了一个完整的支　护体，对巷道围岩起着一个整体支护作用。　多年矿区锚喷巷道施工中一直采用先安装锚杆，挂金属　网，然后喷浆成形的支护工艺，为加强支护金属网一般采用　＃９１６ｒｎｍ钢筋焊制而成，喷厚都在１５０ｒａｍ以上。由于锚杆和　金属网直接布置在爆破后凹凸不平的岩面上，造成锚杆托盘　或金属网无法紧贴岩壁，锚杆初锚力低，喷体内易留有空洞；　喷层厚且喷体在金属网的外侧，造成喷体抗围岩变形能力　低，在地压变化大的情况下，巷道稍有变形，喷层即大面积开　裂掉落，威胁人身、设备安全；安装完锚网后当班即喷浆封　闭，锚网质量难以进行有效及时的检查监测，且难以避免偷　工减料现象。为了解决这种支护工艺存在的问题，提高锚喷　支护质量，很有必要对锚喷支护工艺进行改革，采用新的锚　喷支护工艺，以充分发挥锚（网）喷的支护作用。　２新工艺的施工工序、要求和支护特点　２．１锚喷支护新工艺的施工工序　迎头观测中腰线一画轮廓线、点眼位一打眼一装药、放　炮一找顶、临时支护一出矸一初喷一打锚杆挂网一安装锚杆　一锚杆螺母二次紧固一复喷一养护。　２．２施工一般要求　（１）必须加强光爆成形，通过合理布置周边眼，优化爆破　参数，实现光面爆破。　（２）爆破后要及时进行初喷，喷厚３０～５０ｍｍ。　（３）锚杆安装要严格按设计锚杆位置进行点眼孔、锚注、　挂网、压托盘上螺母。减摩垫圈必须被挤压变形，螺母扭矩　距配套，确保相邻网压茬１００ｍｍ且锚杆布置在网压茬处。　（５）复喷前必须对锚杆进行二次加固，螺母扭矩要达到　１５０Ｎ・ｍ，施工过的所有锚网必须经专门人员检查验收，符合　设计要求，经签字后方可复喷。　（６）复喷成巷安排在扒装机挪移前１～２天开始，距迎头　２０～２５ｍ，复喷厚度３０ｍｍ，以覆盖网、锚杆托盘为准，以防锈　蚀。喷浆总厚度不超过１００ｍｍ。　（７）实行锚网支护动态监测，根据实测数据及时调整支　护参数，破碎带和动压区应采取锚网喷和锚索联合支护。　（８）支护材料的材质必须全部符合要求。　２．３新工艺的支护特点　（１）充分发挥了喷浆的主要作用：封闭围岩，防止围岩风　化；降低喷厚，节约材料。　（２）提高了锚网的施工安装质量，尤其强化了锚杆的安　装质量，充分发挥了锚、网的支护作用。　（３）适应围岩变形的能力有了较大提高。由于喷层较　薄，锚网又布置在初喷层的外面，金属网具有较大的柔性，金　属网外复喷层仅厚３０ｒａｍ，对围岩变形的适应能力有较大提　高，能充分发挥锚喷支护调整释放围岩应力的作用。同时避　免了喷层开裂掉落造成的危险。　（４）］Ｊｌｌ强了锚、网、喷的整体支护作用。由于锚网在喷体　中间，使得锚杆、金属网、喷体形成了一个完整的支护体。　（５）杜绝了锚网施工质量差，偷工减料现象的发生。　３锚杆参数的设计与确定　３．１锚杆长度　根据锚杆的悬吊理论　￡≥￡１＋２Ｄ＋Ｌ２　式中：￡１—锚入完整岩体长度，一般取０．３ｍ，主要巷道取　０．５ｍ；　￡２—锚杆外露长度取０．１ｍ；　Ｄ一围岩松动圈ｍ，根据《井巷工程》经验公式：Ｄ＝ＢＩ２　．ｆ＝０　７５ｍ；．　　曰一巷道宽度，４．５ｍ；　・　．产一岩石普氏系数，取３．Ｏ；，　Ｌ＝０．５＋２×０．７５＋０．１＝２．１ｍ；　根据计算：￡取２．２ｍ。　３．２锚杆间排距。　根据每根锚杆悬吊岩石重量确定，即锚固力≥悬吊重　维普资讯 http://www.cqvip.com

２００６年第３期　童撼ｊｉ；舛技　５　留小煤柱沿空掘巷技术在煤炭回收中的应用　山东海力实力集团公司石屯煤矿关键词小煤柱　沿空掘巷　回收　鲍桂林　石屯煤矿主采煤层３层煤属二迭系山西组，１９８０年采用　放水设计，交付钻探单位，排放老空积水，用于控制大范围采　空区积水情况。　滑移支架水平分层开采３层煤，自１９９０年采用滑移支架放顶　煤开采３层煤至今。工作面布置通常在回风巷与上区段运　输巷留设８～ｌＯｍ煤柱。由于采空区遗煤，工作面上隅角易　发火，产生ｃ０。近几年来采用靠采空区留１～３ｍ小煤柱沿　空掘巷技术，在控制自然发火上起到很大作用，同时提高了　采区回采率，有利于矿井资源回收，但沿空掘巷必须做好控　制顶板、防治采空积水和防治瓦斯工作。　１地质及支护情况　（２）当老空积水流完后，施工单位用小电钻补探，以免漏　掉小范围内积水，特别在煤柱回收时，施工单位每班必探。　采用１．２ｍ接力钻杆向前方钻探，探水眼深度不小于８ｍ，钻　孔呈扇形布置，每班掘进进尺１．６～２．４ｍ。　（３）探明有积水，停止掘进，集中向积水区内布置钻孔疏　放，一般布置３组，每组不少于３个，钻孔出水利用小水窝、　排水管、潜水泵排放到集中水仓或大巷水沟内。　４瓦斯防治　３层煤为条带状的半亮煤，贝壳状及不平整断口，性脆，　节理不太发育，裂隙内有次生方解石充填。煤层倾角１５～　３５。，煤层厚度２～ｌＯｍ，平均６．２５ｍ，煤层坚固系数ｎ～１．５，属　于低瓦斯煤层，煤层的自然发火期为４～６个月。３煤直接顶　板为粉砂岩或细砂岩，厚度２．３～５．２ｍ，含水量植物叶茎化　石，易冒落。直接底为细砂岩，厚度４．０～４．４ｍ，含植物根部　化石，层理明显，层面有黄铁矿薄膜，石屯煤矿地质构造较复　杂，大中小断层纵横发育，这些断层的存在造成煤体易破碎，　往往在岩层弱面造成冒顶。　（１）提高密闭质量，对采区主要密闭采用双密闭方式，在　密闭中间注高水固化材料。加强密闭管理、维护。　（２）采用通风性能良好的对旋风机给掘进工作面供风，　风简直径在５００ｍｍ以上，加强风筒日常管理，降低漏风率。　（３）因为煤柱１～３ｍ靠采空区侧已被压松，容易产生漏　风，引起自然发火，需要采取封堵措施，对靠近老空区侧煤体　有发火迹象的地点做全断面封帮封顶处理，注防火材料。　巷道采用ｌｌ＃工字钢支护，梯形断面，净断面为４．６８ＩＩｌ２，　采用半圆木配塑料网背帮装顶，架距０．８ｍ。　２顶板控制　（４）利用超前钻探的作用，在探水过程中，同时探查老空　区内瓦斯浓度情况及采空区的漏风情况，坚持“一炮三检”，　并对已打钻孔及时用炮泥封严。　（５）专职瓦斯检查员，检查工作地点瓦斯浓度，杜绝无计　划停风，停风立即撤人。　５评价　’　（１）使用联索。掘进工作ｌＯｍ范围内，在梯形工字钢支　护上使用螺纹联索装置。架棚之间使用撑木。　（２）超前控制顶板。自掘进巷道内与巷道之间成５。～１０￣　夹角向顶板以２０～３０ｃｍ距离打穿顶杆，超前控顶，穿杆长度　１．５～３．Ｏｍ，视具体情况而定。　（３）调整炮眼。因为煤体易破碎，可减少炮眼布置，特殊　情况可用风镐或手镐处理。　（４）支护参数改变。根据巷内压力大小，增大背帮、背顶　材料密度。　３防治水　煤炭资源是社会主义现代化建设的重要能源，要在保证　矿井安全生产的基础上，提高煤炭的回收率。工作面布置要　尽量采用沿空留巷或沿空送巷技术，推广无煤柱开采，尽量　减少各种煤柱的损失，石屯矿自采用沿空巷道以来，多采煤　炭６万ｔ以上，具有一定经济和社会效益。　作者简介鲍桂林男，１９７０年出生，１９９６年毕业于华北矿　业高等专科学校采矿专业，工程师，现任山东海力集团公司　石屯煤矿技术科科长。　（１）针对老空积水情况，坚持“有疑必探，先探后掘”的原　则，首先地测部门分析采空区积水，根据水压、积水量编制探　量，通常按等距布置。　４效果评述　岩变形量降低了６ｏ％以上，杜绝了浆体开裂掉落，威胁人身　安全的现象。降低了喷层厚度，金属网由ｑ￣１６ｍｍ钢筋焊制　改为ｅ／￣８ｍｍ钢筋焊制，节约了混凝土和钢筋等材料费用，经　济效益明显。　采用锚喷支护新工艺，根据现场检测结果，９７００泄水巷　在１００　ｍ过断层巷道施工中，支护质量得到了显著提高，围