岩巷炮掘锚杆支护施工技术研究

2015-09-09 111 0

   【摘要】岩巷掘进在煤矿建设和生产中占有重要地位。在岩巷施工中,介绍了爆破要求及主要技术指标,分析了巷道临时支护和永久支护的支护形式、支护材料及支护参数,并对喷射混凝土工艺流程及施工过程中的装载运输进行了研究。
 
  岩巷掘进在煤矿建设和生产中占有重要的位置,新建矿井中岩巷掘进工程量一般约占总工程量的40%~50%,在生产矿井中占总工程量的25%左右。随着资源的开采,采掘衔接紧张的矛盾日益突出,特别是涉及到采区衔接、水平接替的开拓延伸巷道,这就要求巷道的掘进速度相应加快。巷道快速掘进需要采用合理的掘进破岩、装运和支护技术,科学管理施工各个工序,使每个工序用时最少、各个工序之间转换顺畅,使巷道施工技术和组织管理优势都能够良好发挥。33采区上山一中车场及联巷采用炮掘锚杆支护施工,保证了施工的进度和工程质量。
 
  1破岩方法
 
  破岩方法采用爆破方式。直眼掏槽,正向装药,炸药选用Φ27mm水胶炸药,长度400mm。采用毫秒延期电雷管,FD200D-A电容式发爆器分次装药、起爆。连线方式为串联。
 
  巷道掘进采用爆破法施工实行光面爆破;爆破后巷道成型达到拱圆、帮直、底平、不欠挖,局部超挖不大于150mm。由于岩石层理、节理发育造成局部超挖不得超过两处;眼痕率硬岩应保留60%以上,中硬岩应50%以上,松软岩石或断层破碎带达到爆破成型的要求;周边岩石不应有明显炮震裂缝。
 
  爆破时应严格按爆破图表施工,打眼前看线定点,画出轮廓线,定好眼位,掌握好眼深和角度,钻出的眼孔要做到准、直、平、齐。严格装药施工,药量符合规定,炮眼封泥应用水炮泥,水炮泥外剩余的炮眼部分应用粘土炮泥封实。按爆破图表规定的起爆顺序串联线,采用全断面一次起爆。
 
  每班都要配备至少一名机修人员对单体液压支柱进行检查维护工作。要保证支柱能正常使用,严格执行敲帮问顶制度,每班开工前及爆破后进入工作地点,首先要进行敲帮问顶,找掉危岩活矸,对于找不掉的可采用行之有效的方法加以支护;找顶人员要站在安全地点,并要保证后路安全畅通;找顶工作应从有单体液压支柱的地点开始,从外向里,先顶部后两帮依次进行,找顶地点不准同时进行其它作业;找顶工作应有两名经验的工人担任。掘进工作面靠近迎头10m范围内的支护在爆破前必须加强;严格工程质量标准化管理,发现不合格的支护材料或不合格的支护,及时更换处理;
 
  2巷道支护
 
  2.1巷道临时支护:
 
  2.1.1支护形式
 
  采用带帽点柱作为临时支护。爆破后,首先进行敲帮问顶,找掉顶帮浮矸活石,消除隐患。采用单体液压支柱作为立柱,用优质木料作为柱帽带帽点柱打三排,一排两根。柱帽要处在中间段,方向与巷道方向保持一致。点柱必须打在实底上,无法打在实底上时要垫木板或铁鞋,在打锚杆或其它作业时,防止碰松或碰倒点柱,如碰松或碰倒点柱应重新按照要求打好带帽点柱,再进行作业。
 
  2.1.2支护材料
 
  内注式单体液压支柱6根,用500×200×50(mm)的优质木料作为柱帽,迎头拱部采用6根1m长的锚杆插入炮眼内固定防片帮网,墙部用8﹟槽钢和3根1m长的锚杆联合固定帮部防片帮网。护山网采用阻燃尼龙丝编制。插杆、抗头梁采用1吋钢管加工。
 
  2.1.3支护参数
 
  单体液压支柱的间排距不得小于1m,不得大于1.5m,打好的带帽点柱初撑力不小于30KN/根。点柱要打设及时,并打在实底上,距迎头不大于700mm。护山网固定点顶、帮均不得少于6处,抗头梁固定点不得少于2处。
 
  2.2永久支护
 
  2.2.1支护形式及材料
 
  采用锚网索喷。锚杆采用Φ20×2500mm的树脂锚杆,托盘规格为正方形,长×宽=150×150mm,用厚δ=10mm的钢板压制成盘形,配两卷型号为K2550树脂锚固剂;金属网选择Φ6mm钢筋焊接,网幅1650×850mm,网格80×80mm;锚索采用Ф17.8×6300mm钢绞线,配一卷K2550型树脂锚固剂和两卷Z2550型树脂锚固剂;喷射砼强度等级C20,使用P.042.5普通硅酸盐水泥,砂子用中粗砂,石子粒径为5-15mm碎石,配比水∶水泥:黄砂∶石子∶速凝剂=0.45∶1∶2:2:0.05。
 
  2.2.2质量要求
 
  锚杆杆体及配件的材质、品种、规格、强度、结构必须符合设计要求;树脂药卷的材质、规格、配比性能必须符合设计要求;水泥、水、骨料、外加剂的质量必须符合设计要求;喷射混凝土强度任一组试块的代表值不低于设计值,每一组任一块不低于设计值的85%;初喷要紧跟迎头,初喷厚度20~40mm,复喷成巷应紧跟耙矸机后,不能滞后耙矸机后10m以外的范围,喷射混凝土要喷到不小于100mm深的墙基处,迎头20m巷道每天必须洒水养护,避免出现龟裂现象。
 
  2.2.3安装锚杆
 
  锚杆眼打好后,应用压风将眼内的岩渣、积水清理干净,吹扫时,操作人员应站在孔口一侧;检查锚固剂,确认无破损后,用锚杆把两卷树脂锚固剂送入眼底,先放一卷K2550,再放一卷Z2550;使锚杆顶住锚固剂,外端头套上螺帽,用专用转换套筒将锚杆与锚杆机联接,开动锚杆机带动杆体旋转将锚杆旋入树脂锚固剂,对锚固剂进行搅拌,搅拌要均匀快速,一锚到底,直至锚杆达到设计深度,搅拌旋转20~30s停转,顶推2分钟方可撤去锚杆机;10min之后,用专用风动扳手(或其它机械扳手)把托盘压紧、压正并紧贴岩面;须打一个锚杆眼安装一个锚杆,并挂网上紧托盘。
 
  2.2.4网片安装工艺
 
  先将网片搭接好,同时观察顶板情况。及时挂网加上托盘并拧紧螺帽,够两排网片时,第一排网片与永久支护的网片扎接的同时,必须连同第二排网片第一根锚杆同时挂上,其余锚杆的挂网方法相同。
 
  3喷射混凝土工艺
 
  (1)首先检查喷射地点安全情况和巷道规格,用2.5m以上一头带尖的长钎找掉待喷段浮矸、活矸,并按设计要求将有欠挖的部分处理,检查锚杆安装和金属网片铺设是否符合设计要求,发现问题及时处理;(2)清理喷射现场的矸石杂物,接好风、水管路,输料管路要平直不得有急弯,接头要严密,不得漏风,严禁将非抗静电的塑料管做输料管使用;(3)检查喷浆机是否完好,并送电空载试运转,紧固好摩擦板,不得出现漏风现象;(4)喷射前必须用高压水冲洗岩面,在巷道拱顶和两帮安设喷厚标志或根据断面设计拉线复喷。
 
  4装载运输
 
  (1)装运岩方式:采用0.9m3耙矸机配合1.5t矿车装岩,平巷人力推车,矿车经井下轨道运送到罐笼内,由罐笼提升到地面,经地面轨道运输到翻矸处翻矸。
 
  (2)装载:巷道掘进施工中用0.9m3耙斗式耙装机装岩,机身前方设有照明灯;耙矸机回头滑轮的固定位置应高出岩堆800~1000mm以上,并要将10T回头滑轮锁好闭口销;耙矸机尾槽用特制加工的站腿来加强支撑,站腿必须打在实地上且要牢固、有劲。
 
  (3)耙矸机的防护:耙矸机机身上方装岩槽上两侧应安设封闭式挡绳栏和防耙斗出槽的护栏,且要牢固。挡绳栏应用5′钢丝绳制作,两边固定在耙矸机台车上,在台车边缘割孔,钢绞线穿孔后用u型卡固定。护栏用锚索钢绞线和金属网片安装。边框长度以耙矸机中槽斜长为长,高度h=500mm。
 
  5结论
 
  在33采区上山一中车场及联巷掘进施工中,采用炮掘锚杆支护施工技术。岩巷的掘进是一个系统工程,影响岩巷施工进度的因素很多,特别是机械化水平、排矸速度和爆破效果是影响掘进速度的关键环节。在岩巷施工过程中,只有通过对现场认真考察,找出影响岩巷施工进度的各种因素,采用科学的施工组织和管理方法;完善制度、严格考核;加强培训、推进岩巷专业化队伍建设,加大技术创新,才能将岩巷的快速掘进水平再推上一个新的台阶。

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