10米保安煤柱支護(hù)工藝探索

姚俊義 蘇小強(qiáng)

(1.陽(yáng)城縣人民政府,山西晉城 048000;2.中國(guó)礦業(yè)大學(xué)(北京)資源與安全工程學(xué)院,北京 100083)

10米保安煤柱支護(hù)工藝探索

姚俊義1蘇小強(qiáng)2

(1.陽(yáng)城縣人民政府,山西晉城 048000;2.中國(guó)礦業(yè)大學(xué)(北京)資源與安全工程學(xué)院,北京 100083)

井下10米保安煤柱存在工作面頂板不穩(wěn)定的安全隱患,需要對(duì)工作面進(jìn)行特殊支護(hù)。具體施工工藝與技術(shù)要求作為支護(hù)過程的重點(diǎn),直接影響著整個(gè)礦井的安全狀況。為了保證施工質(zhì)量,對(duì)井下工作面支護(hù)施工工藝與技術(shù)要求進(jìn)行探索,從而保證井下工作面現(xiàn)場(chǎng)安全管理秩序井然,確保了工作人員生命安全。

保安煤柱 錨噴支護(hù) 頂板管理

井下10米保安煤柱導(dǎo)致工作面頂板穩(wěn)定性存在很大隱患[1]，對(duì)巷道的支護(hù)要求較高，井下支護(hù)施工過程變得尤為重要。為了確保施工質(zhì)量，保證工作面工作人員的生命安全，提高工作面安全管理秩序，對(duì)施工工藝與技術(shù)要求作出具體介紹，井下施工過程應(yīng)嚴(yán)格按照要求進(jìn)行施工。

1 施工前的準(zhǔn)備工作

(1)施工前地測(cè)科必須提前標(biāo)定開口位置及中線，施工單位嚴(yán)格按標(biāo)定的中線進(jìn)行施工作業(yè)；防治水科室必須按探放水設(shè)計(jì)進(jìn)行超前探放水工作，確保巷道在開口作業(yè)時(shí)的安全。(2)開口前按要求安設(shè)好局部通風(fēng)機(jī)、接好風(fēng)筒，準(zhǔn)備好各種臨時(shí)及永久支護(hù)材料。(3)巷道的專用電話未安裝之前，工作面不得進(jìn)行開工作業(yè)。(4)監(jiān)控室必須將瓦斯傳感器、人員定位系統(tǒng)、廣播系統(tǒng)等相關(guān)監(jiān)控設(shè)施設(shè)備準(zhǔn)備并安裝到位，保證運(yùn)行正常，確保作業(yè)安全[2]。

2 施工工藝

2.1 頂板錨桿施工工藝

掘進(jìn)出煤(為打頂部和巷幫上部錨桿應(yīng)留部分浮煤)→敲幫問頂找掉危巖→聯(lián)網(wǎng)→上臨時(shí)支護(hù)→用錨桿鉆機(jī)打頂板中部錨桿孔并清孔(面朝工作面)→托上鋼筋托梁→向鉆孔內(nèi)放入藥卷→在錨桿尾部套上托板并擰上螺母(擰上4～5扣即可)→用錨桿頭部頂住藥卷并送入孔底→升起錨桿鉆機(jī)并用攪拌器聯(lián)接錨桿鉆機(jī)和錨桿尾部→轉(zhuǎn)動(dòng)鉆機(jī)至規(guī)定時(shí)間(一般為15～30秒)→停止攪拌但保持鉆機(jī)推力至規(guī)定時(shí)間(一般為1分鐘)→用安裝器聯(lián)接錨桿鉆機(jī)和錨桿尾部→轉(zhuǎn)動(dòng)錨桿鉆機(jī)擰緊螺母→安裝其它頂板錨桿。

2.2 幫錨桿施工工藝

接金屬網(wǎng)→上鋼筋托梁→定孔位→用鉆機(jī)鉆孔→清孔→向孔內(nèi)放入藥卷→用錨桿頭部頂住藥卷送入孔底→用攪拌器聯(lián)接鉆機(jī)和錨桿尾部→轉(zhuǎn)動(dòng)鉆機(jī)攪拌藥卷至規(guī)定時(shí)間(一般為15～30秒)→停止攪拌并等待至規(guī)定時(shí)間(一般為1分鐘)→用扳手?jǐn)Q緊螺母至擰不動(dòng)為止→安裝其它幫錨桿。

2.3 錨索施工工藝

定錨索孔位→用錨索鉆機(jī)鉆孔→清孔→往孔內(nèi)放入樹脂藥卷→用錨索頭部頂住樹脂藥卷并送入孔底→升起鉆機(jī)并用攪拌器聯(lián)接鉆機(jī)和錨索尾部→轉(zhuǎn)動(dòng)鉆機(jī)攪拌樹脂藥卷至規(guī)定時(shí)間(一般為1分鐘)后收縮錨桿鉆機(jī)卸下攪拌器→等待15分鐘→套上托板安裝錨具→用張拉設(shè)備張拉錨索至預(yù)緊力，不低于100kN，不高于120kN→安裝防外射設(shè)施。

3 技術(shù)要求

為保證工作面現(xiàn)場(chǎng)管理及安全，頂錨桿和幫錨桿嚴(yán)禁平行作業(yè)，以防工作面現(xiàn)場(chǎng)管理混亂，且必須按要求按設(shè)計(jì)尺寸施工，保證巷道成形質(zhì)量，不得欠挖，超挖不得超過150mm(不可抗拒的冒頂和片幫除外)，不得在空頂空幫下作業(yè)，嚴(yán)格控制空頂距[3]。

3.1 安裝頂板錨桿

(1)當(dāng)頂板比較破碎時(shí)，應(yīng)視具體情況適當(dāng)縮小掘進(jìn)的進(jìn)尺及錨桿的排距，安裝錨桿前必須支設(shè)臨時(shí)支護(hù)，嚴(yán)禁空頂作業(yè)。(2)錨桿孔采用單體風(fēng)動(dòng)錨桿鉆機(jī)完成，先用1.0m的短鉆桿，反換2.0m的長(zhǎng)鉆桿，采用φ27mm的巖石鉆頭，鉆孔時(shí)錨桿機(jī)升起，使鉆頭插入相應(yīng)的鋼筋托梁孔中，然后開動(dòng)錨桿機(jī)進(jìn)行鉆孔，孔深要求為1910～1940mm，并保證鉆孔角度偏差不大于5°；鉆到預(yù)定孔深后下縮錨桿機(jī)，同時(shí)清孔，清除煤粉和泥巖。(3)先放入1支MSCK2335超快速樹脂藥卷，然后再放入1支MSZ2360中速樹脂藥卷，錨桿桿體套上托板及帶上螺母，用錨桿頭部頂住藥卷并送入孔底，升起錨桿鉆機(jī)并用攪拌器聯(lián)接錨桿鉆機(jī)和錨桿尾部。(4)利用錨桿機(jī)攪拌樹脂藥卷，攪拌時(shí)間按廠家要求嚴(yán)格控制(一般為15～30秒)；同時(shí)要求攪拌過程連續(xù)進(jìn)行，中途不得間斷；停止攪拌后保持推力等待1分鐘左右后再移動(dòng)鉆機(jī)。

(5)利用錨桿機(jī)擰緊螺母，使錨桿具有一定的預(yù)緊力；擰緊力矩不低于120N·m，檢查錨桿預(yù)緊力必須使用力矩扳手。(6)錨桿螺紋段外露:錨桿螺母外錨桿絲扣10—40mm之間。

3.2 安裝幫錨桿

巷幫錨桿鉆孔采用幫錨桿鉆機(jī)完成(幫錨桿風(fēng)鉆型號(hào)MQS-50/1.7)，孔深要求1910～1940mm，并保證鉆孔角度偏差不大于5°，采用幫錨桿鉆機(jī)攪拌；擰緊力矩達(dá)到100N·m/40N·m，錨桿錨固力≥70KN，桿體抗拉強(qiáng)度≥300MPa。

3.3 安裝錨索

(1)采用單體錨索鉆機(jī)配B19中空六方接長(zhǎng)鉆桿和φ28mm雙翼巖石鉆頭鉆孔，孔深控制在8210～8250mm之間，并保證鉆孔角度偏差不小于5°。(2)先放入兩卷MSCK2335超快速樹脂藥卷，然后依次放入MSZ2360中速樹脂藥卷兩卷，插入錨索將藥卷推入孔底。(3)錨索下端用專用攪拌器與鉆機(jī)相連，開機(jī)攪拌先慢后快，待錨索全部插入鉆孔后，采用全速旋轉(zhuǎn)攪拌至規(guī)定時(shí)間(一般為15～30秒)；停止攪拌后等待至規(guī)定時(shí)間(一般為1分鐘)，收縮錨桿鉆機(jī)，卸下攪拌器[4]。(4)等待15分鐘后裝上托板和錨具，用張拉千斤頂張拉錨索至設(shè)計(jì)預(yù)緊力(100KN)，之后卸下千斤頂。(5)張拉后錨索外露應(yīng)控制在150-250mm以內(nèi)(包括托板和錨具)。(6)錨索的排距誤差和錨桿排距誤差應(yīng)相對(duì)應(yīng)。(7)要求錨固長(zhǎng)度為不小于1800mm，預(yù)緊力不低于100kN，不高于120kN。(8)安裝幫錨索時(shí)，用專用錨索鉆機(jī)完成，由1號(hào)瓦斯抽放巷向2號(hào)瓦斯抽放巷打眼進(jìn)行施工作業(yè)，打眼完成后，先安設(shè)2號(hào)抽放巷內(nèi)的托盤及錨具，再安設(shè)1號(hào)抽放巷內(nèi)的托盤及錨具，必須保證錨索拉緊。

4 結(jié)語(yǔ)

大量實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)證明，單獨(dú)采用任何一種方法都不符合巷道圍巖復(fù)雜性和多變性的特點(diǎn)，因而達(dá)不到理想的設(shè)計(jì)效果。將初始設(shè)計(jì)實(shí)施于井下，并進(jìn)行詳細(xì)的圍巖位移和錨桿、錨索受力監(jiān)測(cè)，根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果驗(yàn)證或修正初始設(shè)計(jì)。正常施工后還要進(jìn)行日常監(jiān)測(cè)，保證巷道安全。

[1]韓炎斌,劉雅俊等.簡(jiǎn)化保安煤柱的留設(shè)方法[J].煤,1998,(3):56-57.

[2]孟昭廉.錨噴支護(hù)設(shè)計(jì)與施工工藝的優(yōu)化[J].煤礦開采,1996(3).

[3]徐斌.從煤巷錨桿支護(hù)冒頂事故原因看煤巷錨桿支護(hù)應(yīng)注意的問題[J].科技信息,2009(36).

[4]張建民.綜采工作面切眼錨索支護(hù)的應(yīng)用[J].陜西煤炭,2008(5).

姚俊義(1974—),男,山西晉城人,本科,畢業(yè)于山西礦業(yè)學(xué)院,通風(fēng)工程師和注冊(cè)安全工程師,現(xiàn)就任山西省陽(yáng)城縣政府縣長(zhǎng)助理,研究方向:現(xiàn)場(chǎng)管理,礦井通風(fēng);

蘇小強(qiáng)(1933—),男,內(nèi)蒙古鄂爾多斯市人,碩士研究生,就讀于中國(guó)礦業(yè)大學(xué)(北京)安全工程專業(yè),研究方向:安全管理,礦井通風(fēng),瓦斯爆炸。