破碎软岩巷道过断层支护工艺研究论文_何峰,许伟,孙磊

破碎软岩巷道过断层支护工艺研究论文_何峰,许伟,孙磊

皖北煤电集团恒源煤电有限股份公司卧龙湖煤矿 安徽淮北 235000

摘要:32310底抽巷巷道围岩强度低,且巷道前方揭露断层,严重影响了采掘工作的进度,为了保证软岩巷道过断层时的安全施工,制定了锚、网、索、喷支护”和“锚、网、喷+架棚+注浆支护”选择支护以及架棚支护方法,工业结果表明:该项技术提高了过断层工作的安全性和高效性,且该项技术对于类似工程地质条件下巷道过断层的施工具有较好的指导意义。

关键词:破碎软岩;过断层;架棚支护;锚、网、喷+架棚+注浆支护;

1 工程概况

某矿地质条件复杂,整个井田采区发育断层共344 条,其中正断层191 条,逆断层为153 条,严重影响了采掘工作的进度。

32310底抽巷处于32煤下16m的泥岩层位中,巷道围岩强度低,巷道变坡点前46m将揭露DF336(∠50-80° H=6m)正断层,该工程掘进施工至变坡点前26m时停止掘进,为保证过断层期间的施工安全,编制了过断层支护技术。

32310底抽巷采用锚、网、索、喷支护,巷道设计断面为:3600×3000mm。

2 过断层支护技术

2.1 支护技术方案设计

2.1.1 过断层施工期间支护方式仍采用锚、网、索、喷支护形式,并将锚杆间排距缩短至700×700mm,如过断层过程中岩石破碎,该支护形式不能满足支护要求,则立即将支护形式更改为锚、网、喷+架棚+注浆。

2.1.2 过断层期间要加强顶板及山墙管理,岩石破碎时要及时打设超前支护撞楔进行护顶,撞楔使用6′钢管加工,长度为2500mm,按间距200mm布置;护山梁、护山网不能满足山墙管理要求时,采用锚杆配合金属网进行封山。

2.1.3 过断层期间,岩石破碎时,架棚施工循环进度缩短至1.4m。

2.1.4 施工过程中,严格执行“长孔探查、短孔验证”,必须严格按照矿方联系单允许进尺的位置执行,严禁超掘。

2.1.5 在距离断层预计位置10m时开始,每班进尺前在巷道迎头顶板、底板及山墙处分别布置4个探查孔。迎头顶板探查孔深为4m,与巷道顶板呈45°夹角;山墙处探查孔深为4m,沿巷道走向施工;底部探查孔深为4m,分为两组,一组垂直巷道底板,另一组与巷道顶板呈45°夹角施工;探查孔均沿巷道中心线布置,巷道循环进尺为2m,探查超前距为2m。

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2.2 技术要求

2.2.1 锚、网、索、喷支护

①选用M24 L=2400高强锚杆,间排距为700×700mm,矩形布置;金属网选用φ6mm冷拔带肋钢筋加工,规格为3000×1000mm,网格150×150mm,搭接长度150mm,采用自联式联接;选用φ17.8mm L=6300mm锚索,间排距1600×1400mm;

②锚杆角度:与巷道轮廓线夹角75°~90°;

③锚杆外露:10~40mm;

④锚杆锚固力:≥80KN;

⑤锚杆扭矩:≥300N·m;

⑥金属网紧贴岩面;

⑦锚索预紧力80~100kN,锚索外露锁具长度不大于250mm,不小于150mm。

2.2.2 锚、网、喷+架棚+注浆支护

①锚杆施工

选用M24 L=2400高强锚杆,间排距为700×700mm,矩形布置;金属网选用φ6mm冷拔带肋钢筋加工,规格为3000×1000mm,网格150×150mm,搭接长度150mm,采用自联式联接;

图1 巷道断面支护示意图

②架棚施工

a.棚体端正、正规有劲,严禁退山,不得架设等劲棚。不得出现“三空”(空顶、空帮、空肩窝)现象;

b.卡缆间距220mm,允许误差±20mm, 卡缆螺栓扭距≥300N·m;

c.棚子搭接长度为500mm, 允许误差-30mm;

d.棚距70(二)32310底抽巷施工爆破图表一0mm,允许误差为±50mm;

e.棚子调斜不超过80mm;

f.棚子淋肩不大于1°,支架前倾后仰不得超过1°;

g.棚子构件必须齐全,每处搭接使用拉板1个,U形卡缆3付(两付限位﹑一付普通);

h.棚子全断面每300mm铺设钢背板,钢背板使用废旧29U型钢加工,长度为800mm。

2.2.3 注浆施工

注浆管选用6′钢管加工,长度为600mm,注浆孔深不小于2500mm,间排距2000×2000mm,注浆滞后迎头不超过100m;浆液使用水泥浆,水泥采用P.O42.5级硅酸盐水泥,水灰比取1:1;终止注浆压力2.5Mpa。

2.3 喷浆支护

水灰比为0.57:1,水泥:黄沙:石子:速凝剂=1:2:2:0.03(质量比),初喷厚20-30mm,成巷时喷厚为80mm。

3 安全技术保障措施

3.1 顶板、山墙管理

3.1.1 一般规定

①严格执行敲帮问顶制度。打眼前、装药前、放炮后及支护进行过程中,都必须进行敲帮问顶。敲帮问顶要指派有经验的人员进行,并要有监护人监护浮矸危石,清理干净方可进行施工。

②正规使用单体支柱并穿鞋戴帽,正规安设护山网、护山梁和防片帮网,严禁空顶、空帮、空山墙作业。

③坚持光面爆破,严把周边眼距及装药量,以防药量过大,破坏围岩。

④在距离迎头不超过100m处备足事故抢险备用料。

3.1.2 临时支护

点柱距离迎头不大于700mm,点柱间排距不大于1500mm,不小于1000mm,两帮点柱距离巷帮不大于1500mm。每根点柱使用时必须“穿鞋”、“戴帽”,“鞋”、“帽”均用500×200×50mm的优质木材做成。护山梁、护山网要安装牢固,护山网固定点两帮、顶板不得少于6个,中间固定点不得少于2个,以防止矸石掉落伤人。护山梁采用φ17.8mm锚索绳加工,护山网采用阻燃元织绳编制。护山梁、护山网不能满足山墙管理要求时,采用锚杆配合金属网进行封山。

4 结论

4.1 某矿地质条件复杂,断层发育,严重影响了采掘工作的进度。

4.2 32310底抽巷泥岩层位中,巷道围岩强度低,增加了过断层的难度。

4.3 依据现场实际围岩破碎情况,进行“锚、网、索、喷支护”和“锚、网、喷+架棚+注浆支护”选择支护,并辅以架棚支护,有效保证了破碎软岩巷道过断层时的安全施工。

4.4 该技术措施对于类似巷道过断层的施工具有较好的指导意义。

论文作者:何峰,许伟,孙磊

论文发表刊物:《防护工程》2017年第36期

论文发表时间:2018/4/25

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