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        巷道掘進(jìn)過老空注漿充填區(qū)施工方法及支護(hù)探討

        2021-08-02 02:31:52白偉偉
        2021年8期
        關(guān)鍵詞:錨桿

        白偉偉

        (山西煤炭運(yùn)銷集團(tuán)長治有限公司,山西 長治 047100)

        荊寶煤業(yè)三采區(qū)回風(fēng)巷在掘進(jìn)過程中遇到一老空區(qū),老空為跨度×凈長×凈高=15 m×10 m×5.6 m,體積約750 m3,通過對老空進(jìn)行注漿充填加固(見圖1),實(shí)際注漿約167.3 t。并對注漿充填效果進(jìn)行了驗(yàn)證,使用錨桿機(jī)向上鉆探注漿材料,注漿材料已接頂,使用手持式風(fēng)動(dòng)鉆機(jī)鉆探左右兩幫各鉆探10 m均為注漿充填材料。但是,如何確保巷道掘進(jìn)過老空期間的安全作業(yè),就成了下一步工作的難點(diǎn)。

        圖1 三采區(qū)回風(fēng)巷過3號老空位置平面示意

        1 施工方法

        由于老空已經(jīng)進(jìn)行注漿充填,過老空期間,按照揭露老空方式進(jìn)行管理,即要短探驗(yàn)證,鉆孔深度必須超過5 m,鉆孔有水及有毒有害氣體涌出時(shí),進(jìn)行疏放,鉆孔疏放干凈無水涌出、瓦斯排放干凈后,確認(rèn)安全的前提下,方可繼續(xù)向前掘進(jìn)。

        過老空期間永久支護(hù)采用單一梯形工字鋼棚支護(hù),過老空后5 m,永久支護(hù)采用錨網(wǎng)索+梯形工字鋼棚復(fù)合支護(hù)。臨時(shí)支護(hù)打設(shè)超前錨桿配合使用金屬前探梁,兩幫存在注漿材料破碎、未凝結(jié)成塊、片幫等情況時(shí),要及時(shí)打設(shè)逼幫柱進(jìn)行護(hù)幫[1]。

        1) 向前掘進(jìn)時(shí),必須進(jìn)行探放水作業(yè),當(dāng)前方存在積水、積氣、注漿料未凝固、填充不實(shí)時(shí),必須停止掘進(jìn),及時(shí)砌筑注漿磚墻,重新打設(shè)注漿鉆孔進(jìn)行注漿加固。

        2) 在過空期間,每掘進(jìn)2 m,使用錨桿機(jī)向上鉆探探明接頂情況,以及使用手持式風(fēng)動(dòng)鉆機(jī)探明左右兩幫注漿情況,當(dāng)注漿材料不接頂或兩幫注漿材料厚度小于10 m時(shí),停止掘進(jìn),重新打鉆孔進(jìn)行注漿加固至直接頂。當(dāng)注漿材料頂板不穩(wěn)定存在垮落風(fēng)險(xiǎn)時(shí),必須停止掘進(jìn),重新打鉆孔進(jìn)行注漿加固,待注漿材料穩(wěn)定凝固后,在掘進(jìn)前先進(jìn)行探放水作業(yè)[2]。

        3) 搭設(shè)可靠的腳手架操作平臺(tái),施工人員必須佩戴安全帶,為防止因操作不當(dāng)工鋼棚不慎掉落,安全帶佩戴太近躲閃不開砸傷施工人員,安全帶的固定必須滯后迎頭工鋼棚支護(hù)三架。施工人員必須穿戴公司統(tǒng)一的鐵頭雨鞋、專用勞保手套[3]。

        4) 過老空期間,梯形工字鋼棚支護(hù)棚距為500 mm,截割后,架棚作業(yè)前,注漿頂板破碎垮落超過巷道過空期間設(shè)計(jì)高度時(shí),架棚時(shí)必須進(jìn)行絞頂,架棚前,首先鋪設(shè)金屬網(wǎng)接頂和接幫,金屬網(wǎng)規(guī)格:網(wǎng)孔規(guī)格50 mm×50 mm,頂金屬網(wǎng)長4 200 mm,寬1 100 mm,兩幫金屬長3 600 mm,寬1 100 mm,相鄰的兩片金屬網(wǎng)重合搭接寬度50 mm,同一循環(huán)內(nèi)頂網(wǎng)與幫網(wǎng)重合搭接寬度50 mm,相鄰金屬網(wǎng)搭接時(shí)均采用16號鐵絲聯(lián)接,孔孔相連,雙絲三扣,梳理成辮。

        5) 安裝棚腿時(shí),必須調(diào)整好棚腿扎角,棚腿必須放在實(shí)底上。否則,必須“穿鞋”,確保工鋼棚支撐有力。立棚腿時(shí),必須至少安排2人同時(shí)將棚腿扶穩(wěn),防止傾倒傷人。架第一架工字鋼棚時(shí),必須在棚腿兩側(cè)打設(shè)固定錨桿將棚腿固定牢固,安裝其他棚腿時(shí),必須先使用拉桿將棚腿臨時(shí)固定。

        6) 安裝棚梁時(shí),必須先合一頭后再合另一頭。安裝棚梁期間嚴(yán)禁任何人員在下方行走、逗留。將棚梁兩端合口后,先使用拉桿將棚梁連接固定,根據(jù)巷道中線調(diào)整工鋼棚扭斜度。在工字鋼梯形棚棚梁的兩端與煤幫之間空隙處插入木楔背緊、剎牢,將工字鋼梯形棚整體固定。檢查架設(shè)質(zhì)量符合要求后,及時(shí)使用木板將工鋼棚與頂幫之間空隙背緊背牢,背板之間的縫隙使用木楔剎緊背牢。

        7) 架棚作業(yè)必須由外向里逐架架設(shè),工鋼棚之間必須上齊拉桿,接實(shí)頂幫,每完成一架驗(yàn)收合格后,再架設(shè)下一架工字鋼棚。

        8) 安全通過3號老空30 m后,對工鋼棚支護(hù)段進(jìn)行噴漿。

        2 臨時(shí)支護(hù)

        過老空期間,采用打設(shè)超前錨桿配合使用金屬前探梁作為頂板臨時(shí)支護(hù)方式,兩幫打設(shè)逼幫柱進(jìn)行護(hù)幫。

        2.1 打設(shè)超前錨桿臨時(shí)支護(hù)方式

        過老空期間,為了確保安全,打設(shè)超前錨桿進(jìn)行頂板管理。錨桿的末端必須打設(shè)在穩(wěn)定的注漿頂板中,確保超前錨桿末端支撐點(diǎn)穩(wěn)定。架棚時(shí),將錨桿的外露端置于梯形工字鋼棚的棚梁上,確保接頂嚴(yán)實(shí),防止棚梁之間空隙處局部漏頂。支護(hù)相關(guān)參數(shù),見圖2。

        圖2 三采區(qū)回風(fēng)巷過老空超前錨桿支護(hù)示意(mm)

        2.2 金屬前探梁臨時(shí)支護(hù)布置形式

        在掘進(jìn)工作面迎頭處的頂板上安裝3根金屬前探梁,前探梁末端距迎頭的距離不得超過200 mm。

        前探梁安裝到位后,將其末端焊制的防滑鐵鏈掛在頂金屬網(wǎng)上,防止前探梁下滑傷人,防滑鐵鏈長度不小于0.5 m。最后在前探梁托起的金屬網(wǎng)下方至少均勻布置4塊長木板護(hù)頂,木板采用長×寬×厚=1 200 mm×200 mm×50 mm優(yōu)質(zhì)木板,在木板與前探梁之間的空隙使用木楔背緊,使木板接頂嚴(yán)實(shí)(木板或方木不得影響工鋼梁安裝位置)。移動(dòng)前探梁期間班組長必須在現(xiàn)場監(jiān)護(hù)作業(yè),臨時(shí)支護(hù)安裝完畢后,人員站在臨時(shí)支護(hù)下按排距要求調(diào)整好工鋼梁。

        2.3 逼幫柱臨時(shí)支護(hù)方式

        打設(shè)在當(dāng)前循環(huán)頂板下方,兩幫各布置1根逼幫柱,距離巷道兩幫200 mm。木點(diǎn)柱采用長度不小于3.6 m且直徑不小于160 mm的優(yōu)質(zhì)松木,柱帽規(guī)格:長×寬×厚=500 mm×250 mm×150 mm,柱帽長邊垂直于巷道掘進(jìn)方向布置,柱窩深度不小于200 mm,要打在堅(jiān)硬的底板上,最后采用尼龍繩將逼幫柱上端固定在工鋼棚梁上,防止發(fā)生傾斜歪倒傷人,見圖3。

        圖3 三采區(qū)回風(fēng)巷過老空金屬前探梁臨時(shí)支護(hù)示意(mm)

        3 過空后5 m永久支護(hù)

        通過老空后5 m范圍內(nèi),永久支護(hù)采用錨網(wǎng)索(見圖4)+工字鋼梯形棚復(fù)合支護(hù),工字鋼梯形棚支護(hù)與上文一致。

        圖4 三采區(qū)回風(fēng)巷錨網(wǎng)永久支護(hù)(mm)

        3.1 頂板支護(hù)

        頂錨桿采用D20 mm×2 400 mm的左旋無縱筋螺紋鋼,配合高強(qiáng)度錨桿螺母、高強(qiáng)度托板調(diào)心球形墊、減摩墊圈,120 mm×120 mm×10 mm高強(qiáng)度托盤,錨固劑采用1支MSK2335和1支MSZ2360型樹脂藥卷。布置方式為間排距900 mm×1 000 mm,錨桿向外傾斜15°布置,距兩側(cè)煤幫200 mm。鋼筋梯規(guī)格由D14 mm圓鋼焊接,鋼筋梯寬80 mm,根據(jù)頂板寬度進(jìn)行裁截。金屬網(wǎng)由10號鐵絲制成,網(wǎng)孔規(guī)格50 mm×50 mm,網(wǎng)片長4 200 mm,寬1 100 mm。

        錨索采用D18.9 mm×7 m的鋼絞線,每排布置2根,排排打設(shè),間距2 000 mm×1 000 mm;配套300 mm×300 mm×14 mm托盤及配套鎖具,托盤承載能力為353 kN。每孔采用1支MSK2335和2支MSZ2360樹脂藥卷錨固。打設(shè)的錨索必須用雙股10號鐵絲捆綁成十字形將錨索吊掛在金屬網(wǎng)上,把鎖具及托盤捆綁在鐵絲范圍內(nèi),防止頂板來壓崩斷錨索傷人及損壞設(shè)備。

        3.2 兩幫支護(hù)

        錨桿采用D20 mm×2 000 mm左旋無縱筋螺紋鋼,間排距800 mm×1 000 mm,兩幫上部錨桿距頂板200 mm,幫下部錨桿距底板200 mm;配合高強(qiáng)度錨桿螺母、高強(qiáng)度托板調(diào)心球形墊、減摩墊圈,120 mm×120 mm×10 mm高強(qiáng)度托盤。錨固劑采用1支MSK2335和1支MSZ2360型樹脂藥卷。鋼筋梯由D14 mm圓鋼焊接,寬80 mm,長3 500 mm。金屬網(wǎng)網(wǎng)孔規(guī)格50 mm×50 mm,網(wǎng)片規(guī)格3 600 mm×1 100 mm,由10號鐵絲制成。

        4 結(jié) 語

        三采區(qū)回風(fēng)巷過老空注漿充填區(qū)時(shí),通過科學(xué)的施工方法和合理的臨時(shí)支護(hù)、永久支護(hù),實(shí)現(xiàn)了巷道安全快速掘進(jìn),順利通過了老空注漿充填區(qū)。

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