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        大坡度巷道施工優(yōu)化設(shè)計(jì)的應(yīng)用

        2017-03-16 10:30:36薛廣義張存明
        山東工業(yè)技術(shù) 2017年3期
        關(guān)鍵詞:應(yīng)用

        薛廣義+張存明

        摘 要:微山湖礦業(yè)集團(tuán)崔莊煤礦一水平運(yùn)輸大巷機(jī)尾聯(lián)絡(luò)巷布置方案設(shè)計(jì)為同類型大坡度傾斜巷道施工提供豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

        關(guān)鍵詞:大坡度;傾斜巷道;應(yīng)用

        DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.03.109

        微山湖礦業(yè)集團(tuán)崔莊煤礦位于滕南煤田南部,屬國有地方煤礦。礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力60萬t/a,2005年核定生產(chǎn)能力120萬t/a,中央并列式通風(fēng),礦井前期開采二迭系山西組3煤,其中3上煤平均厚4.09m,3下煤均厚3.51m。

        1 概況

        一水平運(yùn)輸機(jī)尾聯(lián)絡(luò)巷掘進(jìn)目的是為了滿足一水平運(yùn)輸大巷運(yùn)輸和巷道通風(fēng)、行人的要求。一水平運(yùn)輸機(jī)尾聯(lián)絡(luò)巷在3下煤層底板中,3下煤層厚度約為4.50m,煤層傾向NW;沿一水平運(yùn)輸機(jī)尾聯(lián)絡(luò)巷煤層傾角在1°左右。3下煤直接頂為泥巖約1.97m,較少有偽頂;向上為3中煤約1.1m;直接底以泥巖為主約9.38m。層間距平均厚4.26m,該煤層屬結(jié)構(gòu)簡單、較穩(wěn)定煤層。按設(shè)計(jì)坡度33°上山掘進(jìn)?,F(xiàn)迎頭位于3下煤底板巖層中,由底板巖層進(jìn)入3下煤與四采區(qū)軌道下山貫通。巷道斷面形狀為半圓拱形,巷道斷面尺寸為凈寬×凈高=3000×3000mm,墻高1.5m,S荒=9.14m2, S凈=8.03m2;

        2 施工方案

        2.1 方案布置

        方案1.一水平運(yùn)輸機(jī)尾聯(lián)絡(luò)巷從四采區(qū)軌道下山開口,按坡度33°下山掘進(jìn),之后與一水平運(yùn)輸大巷貫通。

        方案2. 一水平運(yùn)輸機(jī)尾聯(lián)絡(luò)巷從一水平運(yùn)輸大巷開口,按坡度33°上山掘進(jìn),之后與四采區(qū)軌道下山貫通。

        2.2 方案選擇

        方案1優(yōu)點(diǎn)是車場運(yùn)料方便。缺點(diǎn)是巷道下山掘進(jìn),巷道坡度大,出渣困難,迎頭容易有積水,增加施工難度。

        方案2優(yōu)點(diǎn)是巷道上山掘進(jìn),巷道出渣方便,迎頭的積水容易流出,施工進(jìn)度快。缺點(diǎn)是運(yùn)料距離長。

        根據(jù)對比,為方便巷道出渣和施工進(jìn)度,決定采用方案2設(shè)計(jì)。

        3 施工方法

        (1)方位為233°,按設(shè)計(jì)坡度33°上山掘進(jìn)。巷道開口位置位于3下煤底板巖層中,由底板巖層進(jìn)入3下煤與四采區(qū)軌道下山貫通。

        (2)開口時采取放小炮的方法掘進(jìn),沿開口方向按3‰流水坡度掘2m,在按33°上山掘進(jìn)6m;

        (3)出完渣,按標(biāo)準(zhǔn)鋪設(shè)好軌道,挪移耙裝機(jī)到聯(lián)絡(luò)巷下口并安裝穩(wěn)固好。

        (4)巷道分兩次施工法掘進(jìn),第一次掘進(jìn)巷道降低高度,斷面規(guī)格調(diào)整為凈寬×凈高=3000×2400mm,墻高為900mm,半圓拱形,第一次施工巷道掘進(jìn)到位后,第二次施工巷道集中起底,每次起底長度為2000mm,垂直巷道底板起底凈深度為700mm。

        4 支護(hù)設(shè)計(jì)

        (1)永久支護(hù):由地質(zhì)資料分析可知,一水平運(yùn)輸機(jī)尾聯(lián)絡(luò)巷3下煤層的平均厚度4.50m,巷道布置在3下煤層及底部巖石中,沿30°上山掘進(jìn)。3下煤層較少有偽頂,直接頂為泥巖約1.97m,層間距平均厚4.26m,較穩(wěn)定。

        錨桿支護(hù)的作用主要有懸吊作用、組合梁作用、加固拱作用和楔固作用等。這里主要以懸吊理論計(jì)算。懸吊作用是指錨桿把將要冒落的松軟弱巖層或危巖懸吊于上部堅(jiān)固穩(wěn)定的巖體上,由錨桿來承擔(dān)危巖或松軟弱巖層的重量。

        錨桿的作用主要表現(xiàn)為:一是阻止錨固區(qū)內(nèi)的巖層擴(kuò)容、離層及滑動,從而提高巖層的水平承載能力,在破壞區(qū)范圍內(nèi)形成次生承載層,它可以阻止上部巖層的進(jìn)一步擴(kuò)容和離層;二是次生承載層形成后,使上部巖層應(yīng)力分布趨于均勻和下移,有利于巷道穩(wěn)定。

        根據(jù)地質(zhì)資料可知一水平運(yùn)輸機(jī)尾聯(lián)絡(luò)巷3下煤層直接頂為泥巖,且煤層結(jié)構(gòu)簡單,屬較穩(wěn)定的煤層,故錨桿可以把將要冒落的松軟弱巖層或危巖懸吊于上部堅(jiān)固穩(wěn)定的巖體上,能很好的起到懸吊作用。

        因此,巷道支護(hù)應(yīng)采用錨網(wǎng)、噴漿聯(lián)合支護(hù)方式。

        (2)特殊支護(hù):如頂板破碎,冒落部位必須先進(jìn)行噴漿封閉圍巖,但不得用壓風(fēng)水沖洗冒落部巖石,然后打上錨桿,復(fù)噴二次打錨桿、掛網(wǎng),最后噴漿;如折幫嚴(yán)重,應(yīng)在折幫的部位補(bǔ)打錨桿,然后進(jìn)行噴漿(不燃性材料)充填,最后打錨桿、掛網(wǎng)、噴漿。

        過地質(zhì)構(gòu)造(斷層落差大)、冒頂片幫嚴(yán)重或有其他特殊情況時,應(yīng)套支25#可伸縮性拱形U型鋼棚進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)支護(hù):架設(shè)鋼棚時將前探梁前移至工作面固定牢固,前探梁上穿需要架設(shè)的鋼棚梁,調(diào)整好中腰線,并背實(shí)頂板,然后挖鋼棚腿窩。前探梁上必須焊接金屬擋塊,防止鋼架梁下滑。棚距600㎜,柱窩深360㎜;頂部用五根圓鋼與頂板腰實(shí),圓鋼之間的間距800㎜,其中一個在拱頂,其他圓鋼間隔均勻分布,所架鋼棚必須與巷道中心線垂直,以保證鋼棚支護(hù)有力; U型鋼棚搭接處嚴(yán)禁使用單卡纜,卡纜扭緊力矩不得小于150N·M,扭斜不大于80 mm,復(fù)噴成巷時,噴體超U型鋼棚外口50 mm。

        5 安全技術(shù)措施

        上山掘進(jìn)要設(shè)溜矸(煤)道與人行道并分開,防止矸(煤)滑落傷人,并按以下要求安裝:在巷道右側(cè)底板上每間隔0.5m安設(shè)長為0.5m的工字鋼作為腳踏步,工字鋼內(nèi)槽面朝上,工字鋼兩端使用長為0.6m的錨桿固定,錨桿(螺帽外)外露長度為10-40mm,人行道一側(cè)不允許有浮矸,每班要清理徹底,施工人員前往迎頭施工時必須走人行道。同時在人行道一側(cè)幫上每間隔2.0m安裝0.6m長的錨桿,在錨桿上固定繩徑不低于20mm的粗麻繩,麻繩每間隔1m打一繩結(jié),可供人員抓住繩子上下行走。

        6 結(jié)束語

        大坡度傾斜巷道掘進(jìn)施工與平巷掘進(jìn)施工相比,在掘進(jìn)、支護(hù)和運(yùn)輸?shù)确矫婢兴煌?。針對大坡度傾斜巷道掘進(jìn)、支護(hù)和運(yùn)輸技術(shù)與方法,取得了非常顯著的效果,保證了安全生產(chǎn)和生產(chǎn)系統(tǒng)的正常銜接。崔莊煤礦一水平運(yùn)輸大巷機(jī)尾聯(lián)絡(luò)巷布置方案設(shè)計(jì)為同類型大坡度傾斜巷道施工提供豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

        參考文獻(xiàn):

        [1]煤礦安全規(guī)程[S].

        [2]煤礦安全技術(shù)操作規(guī)程[S].

        [3]采礦工程設(shè)計(jì)手冊[S].

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