板集煤礦主膠帶機(jī)石門(mén)（上段）設(shè)計(jì)及施工實(shí)踐

摘 要：板集煤礦主膠帶機(jī)石門(mén)（上段）會(huì)穿過(guò)多個(gè)煤巖層，基于該石門(mén)（上段）圍巖特點(diǎn)，結(jié)合其他巷道支護(hù)效果采取不同區(qū)段不同支護(hù)方式，有效確保了主膠帶機(jī)石門(mén)（上段）安全施工和后期穩(wěn)定，為礦井類似地質(zhì)條件下巷道安全施工積累了經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：石門(mén)；支護(hù)方式；支護(hù)參數(shù)；支護(hù)質(zhì)量

井下巷道掘進(jìn)施工過(guò)程中的支護(hù)方式是否合理是確保巷道服務(wù)過(guò)程中保持穩(wěn)定的基礎(chǔ)，受到地質(zhì)構(gòu)造、地應(yīng)力、工程設(shè)計(jì)等多方面因素影響，在考慮巷道的服務(wù)用途方面的基礎(chǔ)上統(tǒng)籌兼顧，進(jìn)行支護(hù)設(shè)計(jì)[1-4]。由設(shè)計(jì)資料可知，板集煤礦主膠帶機(jī)石門(mén)（上段）會(huì)穿過(guò)7-1煤、7-2煤和8煤等多層煤層，且煤層厚度和煤層間距均不超過(guò)3m，煤巖體穩(wěn)定性較差，對(duì)主膠帶機(jī)石門(mén)（上段）的施工造成不利影響。因此，如何選擇支護(hù)形式是確保主膠帶機(jī)石門(mén)（上段）安全施工的基礎(chǔ)。根據(jù)主膠帶機(jī)石門(mén)（上段）圍巖特性，設(shè)計(jì)人員決定針對(duì)圍巖特性采取不同區(qū)段不同支護(hù)方式來(lái)確保該石門(mén)（上段）的安全施工。

1 工程概況

主膠帶機(jī)石門(mén)位于礦井五條石門(mén)中間位置，南北分別與軌道二石門(mén)、回風(fēng)一石門(mén)相鄰。本次支護(hù)設(shè)計(jì)主要針對(duì)主膠帶機(jī)石門(mén)（上段）進(jìn)行設(shè)計(jì)，該段巷道坡度8°，位于主膠帶石門(mén)上部變平點(diǎn)以西130m范圍內(nèi)。根據(jù)礦井地質(zhì)部門(mén)提供的主膠帶機(jī)石門(mén)（上段）預(yù)想地質(zhì)剖面圖可知，該段巷道主要將揭露7-1煤至8煤頂板巖性，自西向東巷道依次預(yù)計(jì)巖性為：7-1煤、泥巖、7-2煤、泥巖、8煤、砂質(zhì)泥巖、煤線、泥巖。該主膠帶石門(mén)（上段）巷道施工范圍總體為一向東偏北傾斜的單斜構(gòu)造，地層傾角約3°～5°。由圍巖物理特性實(shí)驗(yàn)可知：7-1煤呈黑色，含有炭質(zhì)泥巖夾矸1層，煤厚0.85-1.45m；7-1煤和7-2煤中間巖層為細(xì)砂巖-砂質(zhì)泥巖，巖體致密、性脆，巖層均厚2.92m；7-2煤呈黑色，煤厚1.23-1.55m，煤體節(jié)理裂隙發(fā)育；7-2煤和8煤間有均厚1.2m的泥巖，泥巖致密、性脆；8煤厚1.8-2.85m，內(nèi)生裂隙發(fā)育，裂隙面充填黃鐵礦。8煤頂?shù)装寰植可皫r含水層為掘進(jìn)施工的直接充水水源，由于砂巖裂隙發(fā)育不均，主要為淋水和滴水形式對(duì)掘進(jìn)施工影響。

2 施工工藝和支護(hù)方式的選擇

2.1 施工工藝

根據(jù)主膠帶機(jī)石門(mén)（上段）巖性特點(diǎn)，掘進(jìn)施工主要以風(fēng)鎬掘進(jìn)為主，同時(shí)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況可輔以放松動(dòng)炮。具體為：當(dāng)上部為巖下部為煤時(shí)以放炮為主，風(fēng)鎬掘進(jìn)為輔；當(dāng)上部為煤下部為巖時(shí)以風(fēng)鎬掘進(jìn)為主，必要時(shí)輔以放震動(dòng)炮；當(dāng)為煤巷且煤體較硬時(shí)以放松動(dòng)炮為主，當(dāng)煤體較軟時(shí)以風(fēng)鎬掘進(jìn)為主，即以風(fēng)鎬先挖上部，短掘短錨（架）。

2.2 支護(hù)方式的選擇

鑒于主膠帶石門(mén)（上段）圍巖巖性與回風(fēng)二石門(mén)BF33斷層至BF34斷層間巷道圍巖巖性相似，因此可借鑒回風(fēng)二石門(mén)BF33斷層至BF34斷層間巷道支護(hù)方式并進(jìn)行優(yōu)化。同時(shí)考慮到回風(fēng)二石門(mén)、井底車場(chǎng)第13#交岔點(diǎn)至充電整流硐室交岔點(diǎn)地段的礦壓觀測(cè)分析和現(xiàn)場(chǎng)巷道實(shí)際現(xiàn)狀的觀察結(jié)果，并依據(jù)主膠帶機(jī)石門(mén)（上段）預(yù)想地質(zhì)剖面，為確保該巷道安全順利穿過(guò)7-1、7-2、8煤并取得穩(wěn)定，決定主膠帶機(jī)石門(mén)巷道圍巖為砂巖時(shí)采取錨網(wǎng)索噴支護(hù)，過(guò)煤區(qū)域采取“錨架注一體化”支護(hù)工藝。

2.3 支護(hù)參數(shù)的確定

（1）當(dāng)巷道圍巖以砂巖為主時(shí)，支護(hù)形式為錨網(wǎng)索噴支護(hù)，錨索長(zhǎng)度根據(jù)圍巖實(shí)際揭露情況進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，保證錨索生根在穩(wěn)定巖層中不少于2m。錨桿選用Φ22mm×2500mm的左旋螺紋高強(qiáng)錨桿，窩型墊板（長(zhǎng)×寬×厚）150mm×150mm×14mm，間排距800mm×800mm，每根錨桿使用3卷Z2360型錨固劑。拱部錨索選用Φ21.8mm×6200mm的鋼絞繩，幫部錨索選用Φ21.8mm×4200mm的鋼絞繩，錨索間排距為1600mm×1600mm，大托板（長(zhǎng)×寬×厚）=350mm×350mm×14mm，小托板（長(zhǎng)×寬×厚）=150mm×150mm×14mm，每根錨索使用4卷Z2360型錨固劑。網(wǎng)片規(guī)格為Φ6mm×1000mm×2000mm，網(wǎng)格為100mm×100mm。鋼帶采用Φ12mm圓鋼焊制H型鋼帶，長(zhǎng)度根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)斷面大小制作或配接。噴漿采用砼C20，一次成型巷道噴漿厚度為100mm，架棚巷道二次噴漿于棚內(nèi)面平齊。

（2）當(dāng)巷道圍巖以砂質(zhì)泥巖、泥巖為主時(shí)，支護(hù)形式為錨網(wǎng)索噴支護(hù)，錨桿按照800×800mm布置，錨索按照800×800mm布置，錨索長(zhǎng)度根據(jù)圍巖實(shí)際揭露情況進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，保證錨索生根在穩(wěn)定巖層中不少于2m。錨網(wǎng)索噴支護(hù)材料選型如圍巖以砂巖為主時(shí)相同，過(guò)砂質(zhì)泥巖和泥巖為主的巖層時(shí)主要考慮到巖體強(qiáng)度低、圍巖裂隙發(fā)育，故錨索采取加密方式布置，錨桿支護(hù)和噴漿要求不變。

（3）當(dāng)巷道遇過(guò)煤、過(guò)斷層等軟巖地段時(shí)，采取內(nèi)錨外架支護(hù)形式。錨桿按照800mm×800mm布置，錨索按照1500mm×1300mm布置，錨網(wǎng)索噴支護(hù)材料和要求如上，錨索長(zhǎng)度根據(jù)圍巖實(shí)際揭露情況進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，保證錨索生根在穩(wěn)定巖層中少于2m，U型鋼規(guī)格為36U，棚距650mm，U型鋼棚腰背擦棄療為長(zhǎng)×寬=850mm×650mm的鋼筋笆片，拉桿為采用100#槽鋼加工，其長(zhǎng)度為1570mm。

2.4 支護(hù)質(zhì)量要求

（1）錨桿、錨索施工可以與迎頭施工同時(shí)進(jìn)行，頂板條件較好時(shí)，錨索距離迎頭為5～8m，頂板條件較差時(shí)，錨索必須緊跟迎頭；需做好外露錨索保護(hù)，防止放炮崩壞。錨桿安裝牢固，托板緊貼壁面，未接觸部分必須楔緊，抗拔力不小于100kN，錨桿螺母扭矩不小于300N·m；錨索安裝牢固，托板緊貼巖面，預(yù)應(yīng)力不小于160kN。

（2）噴漿表面要光滑，不得有裂縫、裂紋等現(xiàn)象；噴漿表面局部地點(diǎn)若有出水現(xiàn)象，應(yīng)打眼埋設(shè)導(dǎo)水管，并引至巷道水溝內(nèi)；噴漿后要按照要求進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù)。

（3）架棚支護(hù)時(shí)幫頂應(yīng)嚴(yán)實(shí)有勁，棚間構(gòu)件齊全有效并成一直線每根拉條鎖固3棚U棚，每棚拉條布置五道；金屬笆片或錨網(wǎng)進(jìn)行腰背時(shí)錨網(wǎng)搭接100mm～150mm，并用12號(hào)以上鐵絲雙股聯(lián)網(wǎng)，聯(lián)網(wǎng)點(diǎn)距不大于300mm；嚴(yán)禁空幫空頂，不得架等勁棚，掉頂處必須用矸石等硬物接實(shí)，幫空處用巖石等硬料填實(shí)；傾斜巷道迎山角，每有6°～8°的傾角支架應(yīng)有1°的迎山角，偏差+0.5°，不得退山。

（4）施工過(guò)程中要及時(shí)根據(jù)地測(cè)部門(mén)下達(dá)的地質(zhì)預(yù)報(bào)完善支護(hù)設(shè)計(jì)和施工要求，尤其是在過(guò)群煤層時(shí)要實(shí)行技術(shù)人員盯崗作業(yè)，確保安全施工。

3 結(jié)束語(yǔ)

巷道支護(hù)設(shè)計(jì)是否合理是確保后期巷道穩(wěn)定的重要基礎(chǔ)，根據(jù)不同區(qū)段圍巖性質(zhì)的不同確定巷道支護(hù)方式有效的保證了板集礦主膠帶機(jī)石門(mén)（上段）的安全施工，尤其是確保了該石門(mén)安全高效過(guò)群煤層。在選擇合理支護(hù)方式的前提下，在施工過(guò)程中要及時(shí)掌握地質(zhì)情況變化，及時(shí)修改和完善支護(hù)方式和施工要求，同時(shí)要加強(qiáng)放炮管理確保巷道成型質(zhì)量，加強(qiáng)通風(fēng)、排水設(shè)備使用管理，為巷道的安全高效施工提供保障。

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作者簡(jiǎn)介：黃繼偉（1987，09-），男，安徽淮北人，助理工程師，現(xiàn)從事煤礦開(kāi)采管理工作。