深井巷道二次支護(hù)快速掘進(jìn)技術(shù)

張立峰 呂朝暉 倪龍?chǎng)?/p>

國投新集能源股份有限公司口孜東礦，安徽 阜陽 236153

深井巷道二次支護(hù)快速掘進(jìn)技術(shù)

張立峰 呂朝暉 倪龍?chǎng)?/p>

國投新集能源股份有限公司口孜東礦，安徽 阜陽 236153

口孜東礦西翼矸石膠帶機(jī)巷埋藏較深，采用二次支護(hù)、二次噴漿、注漿的支護(hù)方式，出矸實(shí)現(xiàn)了連續(xù)運(yùn)輸，保證了千米深井高地壓條件下巷道的支護(hù)強(qiáng)度和較快的掘進(jìn)速度。

二次支護(hù)；連續(xù)出矸運(yùn)輸系統(tǒng)；側(cè)卸式裝巖機(jī)；頂板管理

1 概況

口孜東礦工廣標(biāo)高+27m，該礦西翼矸石膠帶機(jī)巷標(biāo)高為-947m，巷道斷面設(shè)計(jì)為斜墻圓弧拱形。拱基處凈寬6.2m，墻腳凈寬6540mm，凈高4480mm，墻高1.4m，掘進(jìn)斷面25.08m!,凈斷面23.79m!,采用錨網(wǎng)索噴+注漿支護(hù)。

該段巷道主要是在砂質(zhì)泥巖、泥巖、砂巖中掘進(jìn)，局部巖層較松軟，構(gòu)造、裂隙較發(fā)育，局部巖層較破碎。

2 巷道支護(hù)形式

參照附近已施工巷道支護(hù)方式，采用工程類比法確定巷道的支護(hù)參數(shù)，確定永久支護(hù)采用錨網(wǎng)索噴加二次錨網(wǎng)支護(hù)加注漿支護(hù)。每排錨桿拱基向上先施工13根，幫部錨桿滯后迎頭8～12排，二次支護(hù)、二次噴漿、注漿滯后迎頭60m～100m。二次支護(hù)錨桿不少于13根，底角錨桿補(bǔ)明錨桿，錨桿間排距為800×800mm，錨索間排距為1.5×1.6m。巷道頂板為砂巖時(shí)，迎頭直接采用雙層錨網(wǎng)配合錨桿使用，替代成巷段的二次支護(hù)。

3 支護(hù)材料

3.1 錨網(wǎng)索支護(hù)材料

（1）錨桿采用φ22×2500mm和φ25×2500mm的左旋螺紋鋼無縱筋高強(qiáng)錨桿，墊板采用120×120×10mm窩形墊板，鋼帶采用Φ12mm圓鋼焊制H型鋼帶，錨網(wǎng)采用φ6×1000×2000mm鋼筋錨網(wǎng)，網(wǎng)孔規(guī)格為100×100mm。

（2）錨索選用φ21.8mm、長為6.3 m的鋼絞線錨索；錨索托板采用厚14mm鋼板加工，大托板規(guī)格為長×寬×厚=300×300×14mm，小托板規(guī)格為長×寬×厚=150×150×14mm。錨索必須生根在穩(wěn)定巖石段不少于2m。

（3）錨固劑選用MSZ2850和MSK2850型樹脂錨固劑；每根錨桿使用4卷錨固劑（1卷MSK2850型錨固劑放在眼底，外面配上3卷MSZ2850型錨固劑），抗拔力不低于80kN；每根錨索使用4卷MSK2850型錨固劑，預(yù)應(yīng)力不低于160kN。

3.2 噴漿材料

選用P.C32.5型水泥，配比（重量比）為水泥：黃砂：瓜子片=1:2.13:2.13，水灰比0.45，速凝劑摻入量4%，砼強(qiáng)度C20。第一次噴漿厚度為100mm，第二次噴漿厚度為70mm。

3.3 注漿材料及參數(shù)

（1）錨注管采用φ22×2000mm、φ22×2650mm的注漿管。錨注管采用6分焊管制作，鋼管為Ф22mm，壁厚3mm。錨桿桿體上每隔200mm，按T字型梅花布置Ф5mm注漿孔；錨固段430mm，端部車70mm的絲扣，注漿錨桿另一端加工呈扁狀。

（2）對(duì)幫、頂及底板進(jìn)行間隔式深、淺孔注漿作業(yè)時(shí)，先按排距3.2m打淺孔注漿每排布置8根錨注管，注漿結(jié)束后再在兩淺排眼中間重新間隔3.2m打深孔復(fù)注深孔，每排為8根錨注管。注漿孔深度2.5m、3.0m。先施工淺孔，待淺孔完成后再施工深孔。注漿按照先淺孔后深孔的方式進(jìn)行注漿。注漿孔直徑32mm。注漿應(yīng)隨打隨注，嚴(yán)禁一次性施工兩個(gè)或以上注漿后注漿。

（3）注漿擴(kuò)散半徑：注漿擴(kuò)散半徑按巷道圍巖裂隙考慮，取3.5m～5.0m。注漿壓力：幫部2.5MPa、頂部3.0MPa。

（4）水泥漿的配制

注漿材料以單液水泥漿為主，注漿水泥采用普通硅酸鹽水泥，水灰比為0.7：1或1：1。若單孔注漿壓力小，注漿量稍大，也可在單液水泥漿中加入水泥量的15%～20%粉煤灰與其均勻攪拌注入，以節(jié)約材料，降低成本。

（5）注漿效果檢查：工程結(jié)束后，采用打孔注漿進(jìn)行耐壓試驗(yàn)，兩幫及頂部都進(jìn)行均勻布點(diǎn)，每30m布置一組，每組頂部一個(gè)，兩幫各一個(gè)?？咨?.5m，安裝2m注漿管進(jìn)行壓力測(cè)試，幫部壓力達(dá)到3.75MPa、頂部壓力達(dá)到4.5MPa且持續(xù)時(shí)間不小于1min時(shí)停機(jī)并關(guān)閉球閥，這時(shí)壓力不明顯降低，巷道四周不滲水為合格品。

4 施工工藝

4.1 施工方法

采用綜掘機(jī)掘進(jìn)，綜掘機(jī)、皮帶機(jī)、鏈板機(jī)聯(lián)合運(yùn)輸，多工序平行交叉作業(yè)，一次成巷的方法施工。正常情況下循環(huán)進(jìn)尺1.6m。

4.2 綜掘方法及流程

（1）綜掘機(jī)掘進(jìn)：掘進(jìn)后綜掘機(jī)推到距迎頭不小于5m的位置，截割頭落地，綜掘機(jī)停電閉鎖后方可進(jìn)行下述工作：進(jìn)行安全檢查，支護(hù)人員站在永久支護(hù)下，用長柄工具進(jìn)行敲幫問頂，找盡活矸危巖。再鋪上頂部錨網(wǎng)，及時(shí)打上臨時(shí)支護(hù)，在支護(hù)的掩體下進(jìn)行永久支護(hù)，對(duì)錨網(wǎng)進(jìn)行壓茬，壓茬部分用雙股12#鐵絲每隔200mm綁扎一道。迎頭頂部支護(hù)和后面幫部支護(hù)、錨索支護(hù)、釘?shù)揽善叫凶鳂I(yè)。

（2）工藝流程：交接班→施工前安全檢查→延機(jī)尾→綜掘機(jī)切割（出貨）→退出綜掘機(jī)（截割頭落地，停電、閉鎖、掛牌）→敲幫問頂→掏柱窩、聯(lián)網(wǎng)或壓茬、臨時(shí)支護(hù)→打錨桿、掛網(wǎng)→打錨索→釘?shù)馈謇?、收尾?/p>

（3）裝載方式

迎頭采用EBZ-200C型綜掘機(jī)切割、裝貨,通過DSJ-800皮帶機(jī)進(jìn)入矸石緩沖倉，通過皮帶進(jìn)入副井矸石倉。

5 頂板安全管理措施

（1）加強(qiáng)頂板管理，掘進(jìn)工作面嚴(yán)禁空頂作業(yè)，臨時(shí)支護(hù)要緊跟工作面，且必須建立健全“敲幫問頂”制度。

（2）錨網(wǎng)支護(hù)時(shí)，必須由外向里逐排打齊頂板錨桿。巷道幫部暴露高度超過1.6 m必須及時(shí)進(jìn)行支護(hù)，打拱基以下錨桿若有片幫危險(xiǎn)時(shí)，必須采用2～3根臨時(shí)點(diǎn)柱作為臨時(shí)支護(hù)。

（3）錨桿、錨索墊板必須緊固，構(gòu)件齊全，錨桿螺母必須用機(jī)械或扭矩扳手?jǐn)Q緊，確保錨桿墊板緊貼巖面，未接觸部分必須楔緊墊實(shí)，不得松動(dòng)。

（4）正確使用好超前支護(hù)和臨時(shí)支護(hù)，嚴(yán)禁空頂作業(yè)。

（5）對(duì)錨桿（索）支護(hù)巷道應(yīng)定期進(jìn)行檢查，對(duì)頂、幫失效的錨桿（索）應(yīng)及時(shí)在旁邊重新補(bǔ)打合格，對(duì)松動(dòng)的螺母應(yīng)及時(shí)緊，松動(dòng)的錨索鎖具要及時(shí)補(bǔ)壓。

（6）臨時(shí)支護(hù)必須緊跟迎頭，使用超前錨桿作臨時(shí)支護(hù)時(shí)，最大控頂距不超過1.6m。錨網(wǎng)支護(hù)時(shí)當(dāng)頂板巖性不穩(wěn)定，易片掉時(shí)，必須縮小控頂距，掘一排支護(hù)一排，最大控頂距不超過0.8m。

（7）必須時(shí)時(shí)監(jiān)護(hù)巷道支護(hù)狀況，對(duì)出現(xiàn)斷錨、斷索、退索、巷道變形嚴(yán)重及圍巖異常等地點(diǎn)，必須及時(shí)加強(qiáng)支護(hù)，要遵循由外向里、先頂后幫的進(jìn)行處理，確保安全。

（8）地質(zhì)部門要及時(shí)提供掘進(jìn)工作面前方頂、底板巖性資料，以便及時(shí)調(diào)整支護(hù)方案；當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件變化時(shí)，要及時(shí)采取相應(yīng)措施，立即修改支護(hù)參數(shù)或改變支護(hù)形式。

6 結(jié)語

（1）采用二次支護(hù)、二次噴漿、注漿的支護(hù)方式，保證了千米深井高地壓條件下巷道的支護(hù)強(qiáng)度。

（2）工作面采用 ZCD-120R側(cè)卸式裝巖機(jī)輔助出貨，大大提高了工作效率，并且極大減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。

（3）出矸實(shí)現(xiàn)了連續(xù)運(yùn)輸，極大提升了巷道施工排矸效率，突破了巷道施工排矸瓶頸，為保證快速進(jìn)尺準(zhǔn)備了條件。

張立峰（1978— ），男，安徽淮南人，現(xiàn)在口孜東礦安監(jiān)科工作。

10.3969/j.issn.1001-8972.2012.14.038