第4期2010年12月
水力采煤与管道运输
HYDRAULICCOALMINING&PIPELINETRANSPORTATIONNo.4
Dec.2010
煤或软岩巷道掘进施工中的支护策略与实践
芮永健
(开滦集团钱家营矿业分公司河北唐山063000)
摘要:开滦集团钱家营矿业分公司在软岩及煤层掘进施工中,采用管缝锚杆超前支护及锚网
喷+锚索联合支护,有效地隔绝煤层与外界空气接触,防止了煤层自然发火,同时可避免围岩风化掉落,增加巷道服务年限,是应用较成功并已推广的支护方式。
关键词:巷道 掘进联合支护中图分类号:TD353+.5 文献标识码:B 文章编号:1006-08(2010)04-0049-02
凝土与锚喷网架联合,完成软岩中的永久支护。锚索支护是将锚网喷支护形成的挤压加固
拱悬吊在更为稳定岩石之上,增加巷道支护强度、从而提高巷道服务年限。3 施工流程及施工工艺3.1 施工流程
超前支护ϖ初期支护ϖ永久支护ϖ加强支护。
3.2 施工工艺3.2.1 超前支护
掘进前,沿巷道轮廓线外100mm先打一排Φ43×1800mm金属管缝超前锚杆,超前锚杆与巷道方向成10°～15°夹角向上打,超前锚杆间距200～300mm。由正顶向两腮布置,锚杆数以托住破碎范围顶板为宜。3.2.2 初期支护
巷道开挖后,必须及时初喷厚度不小于30mm的混凝土,防止岩石吸收空气中的氧气而发生膨胀风化。保证初喷厚度,爆破面不平的,喷射混凝土时要补平,去除围岩应力集中点,增强喷体的整体强度,有效地阻止围岩松动,确保临时支护安全,起到释放部分围岩应力的作用。3.2.3 永久支护
在初期支护的控制下,按作业规程规定由正顶向两腮呈五花或方形均匀布置锚杆并压网,两帮最下一排锚杆与底板距离不大于300mm,使围岩受力均匀。
锚杆采用Ф22.5×1800mm,每根锚杆用树脂药卷不少于2卷,树脂药卷采用直径不小于25mm、长度300mm的快速药卷,锚杆锚固力不小于7t,锚杆间、排距800×800mm,锚杆盘采用
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1 当前形势及现状
钱家营矿每年开拓进尺在6000m以上,涉及软岩及煤层掘进比较多,如何达到在软岩及煤层中快速、安全施工,是确保开拓进尺的关键。目
前,开滦钱家营矿业分公司开拓巷道,一般采用锚喷或锚网喷支护,特殊地段遇地质构造采用架棚支护。实践证明,在软岩及煤层中采用管缝锚杆超前支护及锚网喷+锚索联合支护是应用较成功并已推广的支护方式。2 支护原理
超前支护是在巷道掘进之前,在巷道轮廓线外均匀布置管缝锚杆,利用管缝锚杆的膨胀作用,将杆体全部稳入煤或软岩内。在爆破时,管缝锚杆可以起到悬臂梁的作用,将不稳定岩石托在锚杆之上,同时减少冲击波对锚杆外围岩的破坏,减少冒落,达到超前支护的作用。
喷浆支护是一种缓压支护,同时改善围岩应力状态提高软岩强度和抵抗变形、破碎能力。厚度不太大(30～50mm)的喷射混凝土具有一定柔性,能同围岩一起位移,并在位移过程中产生一定反力,逐渐缓解地应力引起的压力,在同锚杆的共同作用下,整个锚固区形成一具有塑性的组合拱。在塑变过程中,应力得到释放并达到新的平衡。
锚网支护是将不稳定岩层悬吊在较稳定的岩层上,起到悬吊、组合加固作用和控制围岩变形的作用,保证巷道围岩的稳定性,与初喷混凝土一起形成初期支护。压网是为了把喷层和锚杆紧紧地扭固在一起,形成一个完整的支护体,对巷道起到整体支护作用。再加喷一定厚度混
第4期2010年12月
水力采煤与管道运输
HYDRAULICCOALMINING&PIPELINETRANSPORTATIONNo.4
Dec.2010
矿井深部采动范围内石门施工技术
任宝才
(开滦(集团)钱家营矿业分公司河北唐山063301)
摘要:为了解决钱家营煤矿深部采动范围内石门的支护问题,采用了锚杆、铺网、喷浆、锚索支
护后再套可缩性支架的联合支护方式,解决了石门反复维修,取得较好效果。关键词:石门 支护 锚杆
+中图分类号:TD353.6 文献标识码:B 文章编号:1006-08(2010)04-0050-02
1 前言
钱家营矿区煤层近距离多层赋存(各个煤层间距6～10m),涌水量大,采用立井集中大巷开拓方式。随着开采水平的加深,采动波及范围大、频度高,尤其是平、斜石门,受采动应力的反复影响,围岩顶板下沉失稳、两帮收敛变形严重以及地鼓现象突出,严重影响巷道的使用功能,致使部分区段经常修护。通过其他区域的实践经验,在八采区施工轨道平石门时,认真分析了石门穿越12～7煤层以及顶底板的地质赋存状态,将在以后多个工作面反复受采动影响,除了采取正规支护外,还重点控制并加强两帮的支护,安全和经济效益明显。
120×120×10mm(长×宽×厚)及以上的钢板,锚杆尾部螺母紧固力矩不小于150N.m。
全断面挂金属网。金属网采用Φ6～10mm的钢筋焊制,网格为100×100mm。金属网片规格1000×1000mm,金属网搭接100～200mm,使整个巷道的网联成一体,并用锚杆盘压实,金属网与岩帮间留有不小于30mm的间隙。
最后在金属网外喷射20～40mm厚的混凝土,保证喷浆盖网,起到防锈蚀、保护锚网的作用。
3.2.4 加固支护
煤层或顶板破碎位置前后5m范围加打锚索进行加固。锚索长度8m,直径15.2mm,排距2.5m,巷中双排布置,间距2m,分中布置。托盘采用300×300×20mm的钢板,装长度300mm的树脂药卷6卷,锚索距迎头不得大于5m。
2 适度强化支护的动因
随着开采深度的加大、区域开采强度的增加和开采煤层的采动应力的波及叠加,采区内的石门巷道反复出现顶板破坏、两帮内敛和底板鼓起等巷道变形,严重影响巷道的运输、行人、通风、排水等安全生产功能,必须不断投入大量的人力、物力和财力进行整修,不仅影响安全,而且制约生产,还造成大量的浪费,提高了煤炭生产成本。分析矿场围岩应力变化发展的规律,结合各个采场的实际,施工巷道不仅满足设计规定的断面尺寸,而且提高围岩承载能力,并充分预留断面积受压变小的空间,适度强化支护的刚度和柔度。
4 应用实践及结论
开滦钱家营矿业分公司,在开拓石门中,往往伴有各种地质构造,岩层主要有粉砂岩、灰质粘土岩、细砂岩、腐泥质粘土岩、粘土岩、中-细砂岩,煤层有煤7、煤8、煤9、煤11、煤12-1,其中各煤层厚度为1.2～4.5m,煤层倾角为5°～25°,一般沿巷长度较大,造成顶板破碎,掘进支护难度大。应用管缝锚杆超前支护及锚网喷+锚索联合支护方式后,有效的隔绝煤层与外界空气的接触,可有效的防止煤层自然发火。另外也可避免围岩风化和防止松散岩块掉落,提高了安全施工进度,增加了巷道服务年限,降低了巷道维护成本,被确立为应用较成功的支护方式,并已在公司内部推广应用。
作者简介:
芮永健(1982-),2006年毕业于辽宁工程技术大学,学士学位,现任开滦钱家营矿业分公司生产技术部开运室管段工程师。
收稿日期:2010-04-29
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