劉福輪 徐天才 孟慶保

1 工程概況

口孜東礦主井井底裝載膠帶機(jī)巷連接主井井底南、北煤倉下口及主井,作為煤倉下口裝煤及運(yùn)煤通道,服務(wù)年限 60年,巷道斷面超過40m2,巷道底板標(biāo)高-890m,該礦地面標(biāo)高+25m。

2 地質(zhì)條件

該段巷道主要在 18-1,18-2煤層中掘進(jìn),整體巖層巖性局部較松軟。在掘進(jìn)過程中將依次揭露:砂質(zhì)泥巖層,巖層厚度14.5m;鋁質(zhì)泥巖層,巖層厚度1.7m;18-1煤層,煤層厚度0.5m;細(xì)砂巖層,巖層厚度3.0m;砂質(zhì)泥巖層,巖層厚度1.5m;18-2煤層,煤層厚度0.5m;砂質(zhì)泥巖層,巖層厚度1.1m。該段巷道巖層局部較松軟,巖層裂隙發(fā)育,巖層剖面傾角南傾約5°,剖面傾角東傾約 3°。

3 支護(hù)設(shè)計(jì)

3.1 永久支護(hù)形式

巷道施工時(shí),首先采取錨網(wǎng)索噴一次支護(hù),永久支護(hù)錨桿距迎頭距離不得超過 2.2m;后期進(jìn)行澆筑混凝土二次支護(hù)。

3.2 巷道斷面形狀

巷道及硐室斷面均為直墻半圓拱形。巷道支護(hù)斷面圖見圖 1。

3.3 斷面尺寸

掘面積:47.4m2,掘?qū)?8 540 mm,掘高:6 470mm;凈面積: 46.2m2,凈寬:8 400mm,凈高:6 400mm。

3.4 錨網(wǎng)索噴支護(hù)參數(shù)

1)錨桿間排距為0.7m×0.7m。錨索間排距為1.5m×1.4m,每排布置 7根。2)錨網(wǎng)采用錨桿壓槎;錨網(wǎng)搭接不小于 100mm,用12號(hào)鐵絲聯(lián)網(wǎng),聯(lián)網(wǎng)點(diǎn)間距不大于 300mm。3)安裝錨桿時(shí),每孔使用3卷Z2350型錨固劑,錨固劑攪拌時(shí)間為 20 s～30 s。安裝錨索時(shí),每孔使用 3卷Z2850型錨固劑,錨固劑攪拌時(shí)間為30 s～ 45 s。4)噴漿厚度為70mm,混凝土標(biāo)號(hào)為C20。初噴厚度不小于50mm,并及時(shí)進(jìn)行復(fù)噴。

3.5 錨網(wǎng)索支護(hù)材料

1)錨桿采用φ22左旋無縱筋專用Ⅱ級(jí)高強(qiáng)螺紋鋼加工,長(zhǎng)度為2.5m。2)錨桿托板采用厚10mm鋼板加工成窩型托板,規(guī)格為長(zhǎng)×寬×厚=120mm×120mm×10mm。3)錨網(wǎng)采用φ6鋼筋焊制,規(guī)格為長(zhǎng)×寬=1 600mm×900mm,網(wǎng)孔規(guī)格為100mm× 100mm。4)錨索采用φ21.8鋼絞線,長(zhǎng)6.3m。錨索托板采用厚14mm鋼板加工,采用大小兩塊托板疊加,大托板規(guī)格為長(zhǎng) ×寬×厚=300mm×300 mm×14 mm,小托板規(guī)格為長(zhǎng)×寬×厚= 150mm×150mm×14mm。5)鋼帶:采用Φ12圓鋼焊制H型鋼帶,規(guī)格為3.0m,2.4m和1.6 m三種。6)錨固劑:Z2350型或Z2850型錨固劑。

3.6 噴漿支護(hù)材料

水泥為P.O 32.5水泥,黃砂為中砂,細(xì)度模數(shù)2.5,瓜子片粒徑5mm～10mm,配合比(重量比)為水∶水泥∶黃砂∶瓜子片= 0.45∶1∶2.13∶2.13,速凝劑摻入量為水泥重量的 4%。

4 臨時(shí)支護(hù)

4.1 臨時(shí)支護(hù)形式

正常情況下采用戴帽點(diǎn)柱做臨時(shí)支護(hù),當(dāng)圍巖破碎、過地質(zhì)構(gòu)造帶或頂板為砂質(zhì)泥巖或煤層等松軟巖層時(shí)采用超前螺紋鋼、護(hù)頂錨桿作臨時(shí)支護(hù)。

4.2 臨時(shí)支護(hù)材料及支護(hù)參數(shù)

1)戴帽點(diǎn)柱。點(diǎn)柱選用直徑不小于 200mm,長(zhǎng)度不小于 2.5m的圓木,柱帽采用規(guī)格:長(zhǎng)×寬×高=1 800mm×150mm×150mm。正常情況下最大控頂距不超過 2.3m,如頂板巖石穩(wěn)定性較差時(shí),采用逐排施工,最大控頂距不超過 1.0m。

2)超前鋼筋和護(hù)頂錨桿。超前鋼筋采用直徑 28 mm、長(zhǎng)度3.0m的螺紋鋼。護(hù)頂錨桿同支護(hù)錨桿。正常情況下最大控頂距不超過 2.3m,如頂板巖石穩(wěn)定性較差或者頂部為煤時(shí),采用逐排施工,最大控頂距不超過1.0m。

3)超前鋼筋和護(hù)頂錨桿支護(hù)工藝。超前鋼筋是在一個(gè)循環(huán)結(jié)束后,進(jìn)行下一循環(huán)時(shí)從巷道頂部打入起到超前控頂?shù)淖饔?。即在打眼爆破?沿巷道拱部輪廓線外 50mm～100mm位置以間距300mm～500mm(頂板破碎嚴(yán)重時(shí)縮小間距)之間施工一圈超前支護(hù)螺紋鋼,巖性不穩(wěn)定時(shí)可視現(xiàn)場(chǎng)情況縮小施工超前支護(hù)間距。按照眼位用風(fēng)錘沿巷道坡度打眼,眼深2.5m～2.7m,然后把螺紋鋼插入眼內(nèi),并用支護(hù)錨桿、錨網(wǎng)、鋼帶壓接牢固。保證螺紋鋼外露不小于300mm,爆破后螺紋鋼在巖體內(nèi)預(yù)埋300mm以上。

護(hù)頂錨桿是在爆破后,敲幫問頂,找凈迎頭危巖浮矸,人員站在有支護(hù)的頂板下向迎頭沒支護(hù)的頂板打 5根護(hù)頂錨桿并掛網(wǎng)進(jìn)行臨時(shí)支護(hù)。護(hù)頂錨桿間距在 700mm～1 000 mm之間,每根錨桿使用 2卷錨固劑,并掛網(wǎng)作臨時(shí)支護(hù)。護(hù)頂錨桿與巖面夾角不得小于 75°,每根錨桿抗拔力不得小于 80 kN。

5 技術(shù)質(zhì)量要求

1)錨索施工可以與迎頭施工同時(shí)進(jìn)行,巖石較硬,巖石層較為完整時(shí),錨索距離迎頭為 6m～8m。巖性差,頂板巖石破碎或錨桿生根在炭質(zhì)泥巖等軟巖中時(shí),錨索必須緊跟迎頭。2)錨索施工時(shí),必須保證錨索生根在穩(wěn)定巖石段不少于2m,否則必須加長(zhǎng)錨索長(zhǎng)度。3)錨桿外露長(zhǎng)度:露出螺母10mm～50mm;錨索露出鎖具長(zhǎng)度為300mm,允許偏差0mm～-100mm。4)錨桿螺母扭矩力不小于 140 N?m,錨桿抗拔力不小于 80 kN/根,錨索預(yù)應(yīng)力不小于 160 kN/根。5)噴射均勻,噴漿后噴漿表面無裂縫、蜂窩、孔洞、露筋、穿裙、赤腳現(xiàn)象,基本飽滿密實(shí),無明顯凸凹現(xiàn)象。噴漿表面平整度不大于50mm(1m2范圍內(nèi))。

巷道施工后的礦壓觀測(cè)結(jié)果表明巷道離層值在允許范圍之內(nèi),說明該支護(hù)方式適應(yīng)深井大斷面巷道的支護(hù)需要,滿足安全生產(chǎn)要求。

[1] 李 群.深井軟巖巷道錨注支護(hù)機(jī)理分析及其工程應(yīng)用[J].山西建筑,2009,35(16):117-118.