王 季 王方凱 李淞奎
111303工作面膠帶機順槽是千米深井口孜東礦的第一個膠帶機順槽,位于該礦中央采區(qū),總掘進工程量2 462.2 m,由于煤層埋藏較深,地壓較大,所以,必須采取合理的支護方式,才能保證巷道的正常使用。經過研究,采取直墻半圓拱形斷面錨網索噴支護,當巷道圍巖破碎易漏冒時可采用架棚噴支護,沿13煤層頂板施工。
該段巷道主要在13-1煤層及其頂板泥巖、細砂巖層中掘進,13-1煤層厚度為4.36 m,中間含2層夾矸,主要為炭質泥巖和泥巖,夾矸厚度約0.4 m。該煤層剖面傾角東傾約1°~3°,斷面傾角10°~20°。該13-1煤層直接頂板主要為泥巖和細砂巖,泥巖裂隙發(fā)育,局部較松軟。
1)巷道采取直墻半圓拱形斷面錨網索噴支護,每排布置17根錨桿,錨桿間排距為700 mm×700 mm,錨索間排距為1.5 m×1.4 m,每排布置5根錨索。支護示意圖見圖1。2)錨網采用錨桿壓槎;錨網搭接長度不小于100 mm,采用雙股14號鐵絲聯(lián)網,聯(lián)網點間距不大于300 mm。兩個循環(huán)之間的錨網壓槎不準卸掉錨桿墊板螺帽。3)安裝錨桿時,每孔使用3卷Z2350型錨固劑,錨固劑攪拌時間為20 s~30 s。安裝錨索時,每孔使用3卷Z2850型錨固劑,錨固劑攪拌時間為30 s~45 s。
1)錨桿采用左旋無縱筋專用Ⅱ級高強螺紋鋼加工,規(guī)格為φ22×2 500 mm。2)錨桿托板采用厚10 mm鋼板加工成窩型托板,規(guī)格為長×寬×厚=120 mm×120 mm×10 mm。3)錨網采用φ6鋼筋焊制,規(guī)格為長×寬=1.6 m×0.9 m,網孔規(guī)格為100 mm×100 mm。4)錨索采用φ21.8錨索,錨索長6.3 m。錨索托板采用厚14 mm鋼板加工,采用大小兩塊托板疊加,大托板規(guī)格為長×寬×厚=300 mm×300 mm×14 mm,小托板規(guī)格為長×寬×厚=150 mm ×150 mm×14 mm。5)鋼帶:H 型,φ12×1 900 mm,φ12×3 000 mm,φ12×2 500 mm。6)錨固劑:Z2350型或Z2850型錨固劑。7)M鋼帶:M型鋼帶采用厚5 mm,鋼板材質為 Q235,長3.1 m,寬190 mm,每隔1.4 m布置一直徑30 mm的鉆孔。
錨桿抗拔力不小于80 kN/根,錨索預應力不小于160 kN/根;錨網緊貼巖壁,壓槎符合要求并綁扎牢固。錨桿角度垂直巷壁,允許偏差不大于15°;錨索角度垂直巷壁,允許偏差不大于3°。鋼筋網采用錨桿(鋼帶)壓槎;鋼筋網搭接不小于100 mm,鋼帶搭接100 mm~200 mm,用雙股14號鐵絲聯(lián)網,聯(lián)網點距不大于300 mm。
采用綜掘機掘進,綜掘機、皮帶機、鏈板機聯(lián)合運輸,多工序平行交叉作業(yè),一次成巷的方法施工。最大循環(huán)進尺1.4 m,當頂板破碎時,循環(huán)進尺縮小為0.7 m。
掘出毛斷面后,綜掘機后退到距迎頭大于6 m的位置,截割頭落地,綜掘機停電、閉鎖、掛牌,進行安全檢查,支護人員站在永久支護下,嚴格執(zhí)行“敲幫問頂”制度,找盡頂、幫的浮矸危巖。確認安全后,在有專人看護的情況下挖戴帽點柱柱窩后掛網,打設好臨時支護,確認巷道尺寸符合設計尺寸后,打正頂錨桿孔并安裝好錨桿,然后依次打兩邊拱部錨桿孔并安裝好錨桿,必須實行邊打邊安裝,即打一根安裝一根。錨桿施工由頂向幫、由外向里,逐排進行,嚴禁將全部錨桿孔打好以后再進行安裝錨桿。
采用“三八”制作業(yè),為保證正規(guī)循環(huán)作業(yè)的完成,工作面施工作業(yè)必須根據(jù)勞動組織的人員配備,合理安排工序,各工序之間盡量做到交叉進行、平行作業(yè),以充分利用工作時間,提高工時利用率。
1)禁止空頂作業(yè)。錨桿必須擰緊,確保錨桿托板緊貼頂板煤(巖)面。2)打拱部錨桿前必須打好戴帽點柱做臨時支護,禁止空頂作業(yè)。打好拱部錨桿后方可摘除戴帽點柱。迎頭嚴禁留傘檐。3)錨桿托板要與巷壁接觸嚴密,嚴禁在托板后充填矸石。4)錨桿不得穿皮,不得沿裂隙布置。5)頂板破碎易漏冒時,在靠近迎頭第一排錨桿的鋼帶上方以比巷道坡度大10°~15°角度增打密集超前鋼筋控制頂板。超前錨桿采用φ30×3 000 mm螺紋鋼筋,間距不超過200 mm。6)頂板離層后的加固措施:如頂板錨固區(qū)內離層量達到或超過規(guī)定臨界值時(10 mm~15 mm),在離層儀前后25 m范圍內采取錨索吊梁或一梁三柱托棚的方法加強支護。錨索吊梁或一梁三柱托棚數(shù)量與位置根據(jù)現(xiàn)場情況確定,一般情況下錨索吊梁沿巷道中線平行布置四排(排距1.6 m);吊梁采用12號工字鋼加工,長4.2 m,一梁四索。如以上加強支護措施不能滿足要求,頂板繼續(xù)下沉、壓力顯現(xiàn)明顯、巷道變形嚴重時,要及時匯報礦領導和相關職能科室,經現(xiàn)場鑒定后決定加強支護方式。
實踐證明,采取此支護形式能夠實現(xiàn)巷道的快速掘進并能保證足夠的支護強度,可以滿足生產需要,可以在類似情況下進行推廣。
[1]李 帥,岳喜占,中國巖石力學與工程學會.千米深井大斷面軟巖巷道錨架注聯(lián)合支護技術[A].巖石力學與工程的創(chuàng)新和實踐:第十一次全國巖石力學與工程學術大會論文集[C].武漢:湖北科技出版社,2010:9.
[2]劉新文,馮紅耀.高應力軟巖隧道成功實現(xiàn)一次支護的實踐探索[J].山西建筑,2010,36(4):138-139.