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极软岩大断面切眼施工技术探析

2021-01-13 11:19 来源:施工技术论文 人参与在线咨询

摘要:大平矿以现场监控法和工程类比法作为矿井支护设计的主要方法,以此为基础介绍了大平矿S2S2综放工作面切眼工程掘进的施工方法,分析阐述了工程支护技术及其应用效果,为同等条件下井巷工程施工与支护积累了经验。

关键词:大断面;安全施工;支护技术

引言

大平矿井田煤层属于节理裂隙、层理发育的松软煤层,其变形特征主要是碎胀。所含的粘土矿物吸水后易膨胀,风化后强度损失快。井下巷道围岩地质条件为深井、高压力、强膨胀,属于典型的软岩矿井。该矿井支护的具体设计是以现场监控法和工程类比法为主,参照本矿以往综放面切眼掘进的支护技术,较成功地进行了S2S2综放工作面切眼工程的掘进与支护,取得良好效果。S2S2综放工作面切眼工程长度226m,净跨度8m,净高3.6m,掘进断面面积为28.9m2。支护断面采用三心拱型式。煤层倾角7°,顶板为炭质泥岩、油页岩,破碎易落[1]。

1施工方法

采用钻爆导硐法施工成巷,主要施工机具有7655型风动凿岩机、SMJ-1.5型煤电钻、ZQS-50/1.8型风煤钻、P-60B型耙斗机等。施工工序如下:人工施工炮眼→装药联线放炮;施工顶板、迎面锚杆→出货、敲帮问顶;施工护帮锚杆→搭工作台架棚;铺网→喷浆→最后施工导硐剩余岩体垛部分,完成小班正规循环。其中,导硐法炮眼布置详见图1。

2工程支护

巷道采用锚、支、网、喷联合支护方式,参见图2。1)临时支护。炮后顶板采用前探梁超前别顶作为临时支护,前探梁使用2根4m长2寸铁管固定在带有铁环的卡子上,间距1.2m,每根探梁使用2根铁环吊挂,由外向工作面推移,至工作面后,用1.4m木拌打木垛接顶。2)锚杆支护。顶板锚杆规格为M24×2400mm等强螺纹钢锚杆,间排距800mm×600mm。按每棚空布置9根锚杆,实现9×9×9的矩形布置,配套使用CK2335型树脂锚固剂3支;护帮锚杆规格为M24×1600mm等强螺纹钢锚杆,配套使用CK2335型树脂锚固剂2支。3)架棚、铺网刹拌支护。架设36U钢拱棚,棚距600mm,梁、腿共4处搭接,搭接长500mm,上卡子4道,每节梁腿上拉条一道。铺8号铁线编制的菱形网,网格尺寸为80mm×80mm,顶板刹拌木厚度不少于200mm,帮刹拌木厚度达100mm以上。4)喷砼支护。水泥、砂子、碎石质量配比1∶2∶2,初喷50mm,复喷达到设计规定要求[2]。

3施工支护效果

采用本文施工方法的同时,进行了综合监测,其结果详见表1。从表1数据结果可以看出,采用锚、支、网、喷支护,切眼内矿山压力无明显显现,围岩变形量不大,顶板变形量最大达到11mm,在巷道支护成巷后基本处于稳定状态,支护取得成功。主要有两方面收获:1)安全方面。7°上山,因采取导硐法施工,避免了工作面片帮事故的发生,同时所留岩体垛(导硐暂未施工部分),利于搭设稳固的工作台,保证工人在平台上工作。巷道稳定变形量小,使切眼的有效空间增大,回棚后的空间减少了对安装作业的制约,作业安全性大为提高。因是锚、支、网、喷联合支护,安装时回棚后,锚、网、喷支护继续作用,人员在支护下作业,避免了顶板对人员安全的威胁。2)技术方面。综采切眼内使用锚、支、网、喷联合支护,巷道变形量小,有效空间得到充分利用,简化了安装准备工作,缩短了工作面安装时间,为高产高效奠定了基础。在相同条件下,净宽8.0m跨度的断面,采用联合支护形成后,在主、被动支护方面都得到了增强,同时36U钢棚回收后可再复用,减少了资金投入。

4结语

大断面综放切眼施工支护技术的应用,为大型号支架安装提供了安全空间及有效的安全保证,经济上合理,综合成本较低,巷道施工安全可靠,值得推广应用。

参考文献

[1]牛双建,靖洪文,张忠宇,等.深部软岩巷道围岩稳定控制技术研究及应用[J].煤炭学报,2011(6):914-919.

[2]宗德林,李忠宝,宗元春.大断面软岩巷道耦合支护技术研究[J].西部探矿工程,2014(12):164-167.

作者:白雪岩 李旭阳 伊冠松 单位:铁法能源集团有限责任公司大平煤矿

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