金寶屯煤礦N301區(qū)聯(lián)合支護(hù)施工工藝

       1   引言
　　錨索錨桿支護(hù)在我國(guó)當(dāng)今煤礦巷道支護(hù)方案中經(jīng)常采用的重要方法，這種支護(hù)方式和我國(guó)傳統(tǒng)的支護(hù)相比，在很大程度上提升了支護(hù)效果，并且減少了巷道支護(hù)的投入資金，輕緩了巷道支護(hù)施工的勞動(dòng)強(qiáng)度，為煤礦井下工作面的快速掘進(jìn)做出了突破。深井軟巖巷道由于地壓大，巖石強(qiáng)度小，支護(hù)難度大。傳統(tǒng)的架棚支護(hù)越來(lái)越難以控制該類(lèi)巷道。因此，必須針對(duì)深部軟巖工程巷道圍巖條件及其力學(xué)特性，形成更合理的支護(hù)技術(shù)，才能保證巷道圍巖的穩(wěn)定。
　　2   工程概況
　　遼源集團(tuán)金寶屯煤礦N301皮帶巷和回風(fēng)巷埋深達(dá)到800m，屬于深井巷道，且頂?shù)装寰鶠檩^厚泥巖，巖石力學(xué)強(qiáng)度不高，屬于典型的軟巖，具有圍巖變形大、變形持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)、底鼓嚴(yán)重的特點(diǎn)。該礦回采巷道原支護(hù)方案：掘進(jìn)期間先給三節(jié)棚（1m兩架單層三節(jié)棚），卸壓后翻1m三架雙圓棚，回采期間上下順槽翻400mm一架雙層三節(jié)棚，再替一遍木梁棚?；夭善陂g巷道變形更加劇烈，U型棚破壞嚴(yán)重，斷面難以滿足安全生產(chǎn)需要。掘進(jìn)至回采結(jié)束，一般多次翻棚，需要投入巨大的人力、物力，嚴(yán)重制約了該礦高產(chǎn)高效生產(chǎn)。原因一方面現(xiàn)有U型棚支護(hù)存在可縮性、承載能力不能滿足支護(hù)要求的問(wèn)題，另一方面礦上原有設(shè)計(jì)采用大煤柱護(hù)巷，與采空區(qū)相鄰的回采巷道處于應(yīng)力增高區(qū)，增大了支護(hù)難度，為此，遼源集團(tuán)金寶屯煤礦與中國(guó)礦業(yè)大學(xué)合作開(kāi)展深井高應(yīng)力軟巖巷道沿空掘巷與支護(hù)技術(shù)的研究工作。
　　3   皮帶巷支護(hù)參數(shù)
　　3.1   頂錨桿
　　頂錨桿規(guī)格：Φ22×L2400mm左旋無(wú)縱筋螺紋鋼錨桿。
　　頂錨桿間排距：間距750mm，排距700mm。
　　頂錨桿錨固：采用一支ck2335（紅色較短的藥卷）和兩支z2360錨固（白色較長(zhǎng)的藥卷）。
　　頂錨桿配件：托盤(pán)、調(diào)心墊圈、讓壓管（中間有一個(gè)鼓起）、減摩墊圈（塑料圈）、快速安裝螺母。
　　3.2   幫錨桿
　　幫錨桿規(guī)格：Φ22×L2400mm左旋無(wú)縱筋螺紋鋼錨桿。
　　幫錨桿間排距：間距800mm，排距800mm。
　　幫錨桿錨固：采用一支ck2335（紅色較短的藥卷）和一支z2360錨固（白色較長(zhǎng)的藥卷）。
　　幫錨桿配件：托盤(pán)、調(diào)心墊圈、讓壓管（中間有一個(gè)鼓起）、減摩墊圈（塑料圈）、快速安裝螺母。
　　底板錨桿配件：配套托盤(pán)
　　3.3   錨索
　　錨索規(guī)格：Φ18.9×L9300mm。
　　錨索間排距：錨索間距為800mm，排距800mm，錨索布置在同一排兩根相鄰錨桿中間。
　　錨索錨固：采用一支ck2335（紅色較短的藥卷）和三支z2360錨固（白色較長(zhǎng)的藥卷）。
　　錨索配件：大托盤(pán)、調(diào)心墊圈、讓壓管（中間有兩個(gè)鼓起）、鎖具。
　　4   施工工藝
　　施工時(shí)，綜掘機(jī)每次推進(jìn)1.4m，打兩排錨桿、錨索。
　　4.1   臨時(shí)支護(hù)
　　使用“吊環(huán)”式3寸鋼管作前探梁，前探梁數(shù)量4根，長(zhǎng)度3m，每根前探梁配備活性“吊環(huán)”，吊環(huán)固定最前面兩排錨桿螺絲上。“吊環(huán)”用厚12mm的鋼板焊制，固定在已錨錨桿螺絲上。掘進(jìn)時(shí)每進(jìn)一循環(huán)后，前探梁支護(hù)必須向前推進(jìn)一次。用備用“吊環(huán)”，將前探梁移至工作面，將鋼筋網(wǎng)鋪好，前探梁與頂板剎緊背牢且錯(cuò)開(kāi)錨桿眼位置，以便于打錨桿。
　　4.2   頂錨桿和頂錨索
　　用懸吊梁將頂網(wǎng)頂起后，設(shè)計(jì)有5根錨索的一排，頂板先打6根錨桿和編號(hào)為b、c的錨索，設(shè)計(jì)有3根錨索的一排，頂板先打6根錨桿和編號(hào)為a的錨索。剩余錨索和幫錨索一起在綜掘機(jī)過(guò)后再補(bǔ)打。施工中要求錨固劑最少攪拌30s，錨桿等錨固劑攪拌后1分鐘才能上緊，安裝扭矩不小于300N·m，錨索等錨固劑攪拌后30分鐘才能漲拉，漲拉要求達(dá)到20MPa以上。
　　4.3   噴射混凝土
　?。?）軌面以上噴射混凝土對(duì)巷道進(jìn)行封閉，噴混凝土厚度60mm，混凝土強(qiáng)度等級(jí)C20。
　?。?）混凝土配合比： 水泥：河沙：碎石：水 =1：2：2：0.56
　　4.4   架棚
　　架棚要求350mm一架，每?jī)膳佩^桿之間給兩架棚子，要求棚子不能壓錨桿頭。如果出現(xiàn)巷道成形不好的情況，棚子不能與煤壁均勻接觸，此時(shí)，需要再兩個(gè)尖角的地方，棚子后面鋪鋼筋網(wǎng)，背矸石袋，以使棚子與巷道均勻接觸。
　　4.5   平行作業(yè)
　　迎頭位置一組人打頂錨桿和頂錨索，同時(shí)有一組人打幫錨桿。滯后迎頭6m補(bǔ)打兩幫錨桿與迎頭施工平行作業(yè)。在進(jìn)行施工時(shí)，應(yīng)同時(shí)專門(mén)有一人進(jìn)行準(zhǔn)備和組裝配件工作，以加快施工進(jìn)度。在聯(lián)網(wǎng)前，應(yīng)將網(wǎng)片和鐵絲準(zhǔn)備好;在打錨桿前應(yīng)將錨桿配件裝在錨桿上，并準(zhǔn)備好錨固劑;在打錨索前應(yīng)將相應(yīng)錨索配件和錨固劑準(zhǔn)備好。
　　5   安全措施
　　①施工過(guò)程中，要隨時(shí)注意觀察圍巖活動(dòng)情況。一旦發(fā)生異常現(xiàn)象，施工人員應(yīng)立即撤離并立即報(bào)告有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)，以便采取相應(yīng)措施。②進(jìn)行井下錨桿錨固力拉拔試驗(yàn)，每次數(shù)量不少于3%。如果發(fā)現(xiàn)錨桿實(shí)際錨固力與設(shè)計(jì)值相差較大，必須對(duì)錨固參數(shù)進(jìn)行調(diào)整和修改。③為了保證施工質(zhì)量，每掘進(jìn)10m，對(duì)錨桿錨固力及預(yù)緊力進(jìn)行抽檢。錨固力抽檢比例5%預(yù)緊力抽檢比例20%。抽檢指標(biāo)為：頂錨桿錨固力不得低于100kN，幫錨桿錨固力不得低于80kN;錨桿預(yù)緊力矩不得低于300N·m。發(fā)現(xiàn)不合格錨桿，分析原因，追查責(zé)任，制定整改措施，并在其周?chē)a(bǔ)打錨桿。④掘進(jìn)時(shí)形成的巷幫超寬或片幫超寬時(shí)，應(yīng)及時(shí)處理，可采用加長(zhǎng)鋼筋梯子梁和補(bǔ)打錨桿的方法進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)。⑤試驗(yàn)過(guò)程中，每隔50m在頂板安裝一個(gè)離層指示儀，觀測(cè)圍巖移動(dòng)情況。一旦發(fā)生異常現(xiàn)象，觀測(cè)人員應(yīng)立即報(bào)告有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)，以便采取相應(yīng)措施。⑥發(fā)現(xiàn)巷道變形較大，及早采取加固措施。⑦張拉錨索時(shí)，每次使用要兩人協(xié)作，張拉油缸應(yīng)與鋼絞線保持在同一軸線上，加壓后，工具錨卡住鋼絞線方能松手，并用8#鐵絲將千斤頂綁在頂網(wǎng)上。操作人員要避開(kāi)張拉缸軸線方向，以保證安全。⑧液壓切割器使用時(shí)必須兩人協(xié)作，將鋼絞線穿入切斷器后，其中一人一手托住切斷器，一手握住手把;另一人拿專用套管將鋼絞線套好，以防鋼絲散開(kāi)打傷人員。操作時(shí)人員要躲開(kāi)面部，切斷器前方5m范圍內(nèi)不得站人，以防被鋼屑濺傷或定刀破裂傷人。切斷后的鋼絲束不得亂扔，以防扎傷人員。⑨張拉時(shí)，發(fā)現(xiàn)不合格錨索，必須在其附近補(bǔ)打合格錨索。錨索安裝兩天后，如發(fā)現(xiàn)預(yù)緊力下降，必須及時(shí)補(bǔ)拉。錨索張拉完成后，要用8#鐵絲把錨索頭、錨索托板和金屬網(wǎng)固定在一起，防止錨索斷裂后傷人。
　　根據(jù)采區(qū)支護(hù)回采經(jīng)驗(yàn);采用此種聯(lián)合支護(hù)形式能夠滿足巷道支護(hù)要求。①采用錨桿（索）金屬網(wǎng)+噴射混凝土+40U型鋼雙層金屬棚聯(lián)合支護(hù)。②錨網(wǎng)支護(hù)距工作面最大距離1.4m。③混凝土支護(hù)距離工作面最大距離15m。④架棚支護(hù)（永久支護(hù)）距離工作面最大距離20m。