淮南矿业集团 安徽省淮南市 232001
摘要：随着矿山开采规模和强度的大幅增加,为了确保生产安全，保证矿井掘进、运输、通风等系统中大型设备的安装和运行要求，煤巷作业的断面面积正在逐渐扩大。为解决潘一矿东井西一（11-2）采区轨道上山问题，本文分析了西一（11-2）采区轨道上山地质概况，并制定了详细的治理方案及参数设计。
关键词：采区；轨道上山；顶板
1西一（11-2）采区轨道上山工程地质情况
潘一东井位于潘一井田东翼，一水平标高-848m，矿井设计年产量为300万吨。井底车场层位位于13煤底板、11煤层顶板，西一（11-2）采区系统巷道位于井底车场西北方向，层位大部分位于11-2煤层底板，掘进区段岩性主要以砂质泥岩、泥岩等软岩为主。采区上山巷道设计五条，自西向东分别为岩石回风上山、矸石胶带机上山、轨道上山、胶带机上山、煤层回风上山，巷道净间距自西向东依次为25m、30m、30m和25m。
2西一11-2采区轨道上山治理方案及参数设计
2.1 施工方案
根据轨道上山损坏原因，采用帮顶底同治思路，采用如下施工方案：
锚网索梁支护+36U型棚+36U反底拱梁+喷注浆、底板注浆+底板浇筑混凝土+锁棚锚索梁支护。
2.2 方案参数设计
2.2.1 刷帮挑顶
地测科现场给定中腰线，按照中腰线及设计断面进行刷帮挑顶并卧底。刷扩补锚网后，要求净断面5200×4100mm，架棚后净断面4800×3840mm。
2.2.2 铺网架棚
1）顶帮钢筋网、锚杆（索）
在顶帮铺设钢筋网，规格为Φ10×780mm×530mm，要求压茬不小于100mm，搭接处每隔200mm用14#铁丝双股双扣绑扎一道。锚杆采用Φ22×2500mm高强锚杆，锚索采用Φ22×7800mm高强预应力锚索。
2）架棚
U型棚支护参数：36U，支护规格为4800×3840mm，棚距为600mm。
2.2.3 顶帮喷浆
喷浆厚度为150mm，砼强度等级为C20，水灰比为0.4~0.6，重量配合比为水泥：黄沙：瓜子片=1:2:2；速凝剂掺入量为水泥重量的3%~5%。水泥为P.O32.5普通硅酸盐水泥，黄沙为中粗沙，瓜子片粒径为5~10mm。
2.2.4 U型棚反底拱梁
反拱梁采用36U底梁，拱高800mm，间距为600mm；两侧卡紧在棚腿底部向上500mm范围内，并各用两幅卡缆紧固，卡缆间距150mm；底梁搭接长度为700mm，允许误差±30mm，可根据现场情况适当调整；底梁三卡缆间距250mm，允许误差±20mm；支架水平允许误差不大于40mm，支架扭矩允许误差不大于80mm。螺丝紧固有效，必须使用加长扭矩扳手紧固，扭矩不小于200N.m；底梁要求明暗一致。
2.2.5 全断面注浆
架棚段每排布置7个注浆孔，孔深3000mm，孔径32mm，封孔长度≮400mm，注浆孔间、排距未1500×3000mm，注浆压力不低于8Mpa。
注浆所用浆液为水泥浆，采用P.O32.5普通硅酸盐水泥，水灰比为0.75:1，另加水泥量8%的ACZ-I注浆添加剂，注浆终孔压力8Mpa，稳压时间3～5分钟。
每桶浆液的现场配制：搅拌桶容积为0.35m3，加水至搅拌捅的3/5处，用水泥5袋、添加剂1袋，力求加料严格准确，并搅拌均匀。底板注浆采用煤层注水封孔器进行注浆，间排距1500mm×2000mm。
2.2.6 锁棚锚索梁
使用废旧36U型棚加工短梁锁棚梁棚腿，锚索规格Φ22mm×8300mm，两棚一锁，一排五根。
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3 施工质量要求
根据前面支护思想的说明，锚杆（索）的预紧力是锚杆支护技术最为关键的支护参数，只有锚杆（索）的高预紧力才能有效实现对巷道围岩的初期变形的约束和整体结构稳定性的维护。
要求：棚卡螺丝扭矩力不低于200N.m；锚杆扭矩力不低于200N.m，全长锚固，锚索预紧力不低于30MPa。
3.1 架棚质量要求
（1）打锚网时采用两根轻型液压单体配800×200×70mm的大板打在顶板下面作为临时支护。
（2）架棚使用前探梁作临时支护，前探梁数量为两根，分居在中线两边1.0m位置。前探梁为长度不低于4.0m的11#矿用工字钢，采用挂钩挂在棚梁上固定。每根前探梁吊挂点为3处，两吊挂点之间间距不小于1.2m。挂钩采用执行30mm的圆钢加工制成。初始架棚使用不上前探梁时，在架设棚梁位置打两根锚杆，配合U型卡后盖将棚梁固定住作为临时支护。
（3）刷顶时，迎脸必须防护，先找净迎脸活矸危岩，在两根前探梁前方挂设钢筋网作迎脸防护，钢筋网必须覆盖迎脸全断面；或用笆片背实钢筋网作为临时迎脸防护。
（4）刷帮、挖腿窝时，必须采用高帮防护装置。高帮防护装置为：在肩窝位置预上一根槽钢拉条，用8#铁丝将钢筋网绑扎在槽钢上作为帮部临时防护；待高帮及迎脸防护可靠后，开始挖腿窝、栽棚腿。挖腿窝、栽棚腿时，必须安排一名有经验的班组长指挥并进行安全监护并严禁背向迎脸及帮部施工。
3.2 锚索安装质量要求
（1）打顶板眼：采用直径超过钢绞线外径6~12mm的钻头、接长钻杆打眼（单根1000mm)，按设计眼位和角度施工安装，眼深按设计要求。
锚索钻孔施工的过程中，必须保证三径（钻孔直径、锚索直径、药卷直径)合理匹配；孔深要适当，不得过深或过浅，保证钢绞线外露150~250mm；
（2）送树脂药卷：锚索钻孔施工完毕后，立即安装药卷；向孔内装入4节Z2860树脂药卷，用钢绞线慢慢将树脂药卷推入孔底。
（3）搅拌树脂：用搅拌接头将单体锚杆钻机与钢绞线连接起来，然后升起钻机推进钢绞线，边搅拌边推进，直到推入孔底，停止升钻机搅拌20~30s后停机。树脂药卷安装后，推进钢绞线挤压树脂药卷入孔底，再搅拌20~30s，保证钢绞线深入孔底；锚索锚固效果差时，可在锚索锚固段用一些细铁丝做成毛刺，成“∝”型，同时在锚固段底部加挡环，辅以搅拌药卷，保证药卷的搅拌均匀到位后再进行张拉。
（4）拉钢绞线：半小时后用张拉千斤顶张拉钢绞线，预紧力≥30MPa。
3.3 锚杆安装质量要求
（1）按设计部位打巷道帮锚杆孔：根据煤岩条件选择气腿式凿岩机、煤电钻或帮部锚杆钻机施工，与锚杆等长钻杆，Φ27mm钻头。孔深误差不能大于20mm；孔壁要清洁，钻孔完成后，应反复冲刷直至孔内出清水，不留煤岩粉。
（2）送树脂药卷：穿过钢筋网、冷拔电弧金属网或钢塑复合网向锚杆孔（帮部）装入4节Z2560全长锚固树脂药卷，（顶部）3卷Z2860全长锚固树脂药卷，用锚杆慢慢将树脂药卷推入孔底。
（3）搅拌树脂：用连接套将锚杆钻机与锚杆螺母连接起来，并用锚杆将树脂药卷推入孔底，然后开动钻机边搅拌边推进，保持30s并推入孔底后停止。
（4）安装锚杆：50s后再次开动钻机，将螺母中的定位销剪断或推出堵片，托盘快速压紧岩面，安装完毕。
（5）气扳机二次及时加扭，扭矩不小于200N·m。
（6）丝扣外露≤50mm，确保锚杆上紧时，仍留有丝扣；
（7）网应封闭顶帮岩煤体，铺网搭接长度不低于100mm，接扣间距≤100mm，确保封闭连接和强度要求，以满足长期维护。
4 矿压观测
施工完毕后每隔10米设置一组测点，每周进行两次矿压观测。矿压观测数据由技术二科收集、整理、分析，为以后改进地压治理方案提供依据。
结语：目前，巷道顶板极为破碎，变形严重，影响生产、运输及行人安全，通过本治理方案，对该段巷道进行喷浆、注浆、锚网支护等一系列措施，确保采取轨道上山贯通安全。
参考文献：
[1] 王旭锋,汪洋,张东升. 大倾角“三软”煤层巷道关键部位强化支护技术研究[J]. 采矿与安全工程学报. 2017(02)
[2] 荆升国.高应力破碎软岩巷道棚—索协同支护围岩控制机理研究[D]. 中国矿业大学 2009
论文作者:刘超灵
论文发表刊物:《防护工程》2018年第29期
论文发表时间:2018/12/27
标签：锚杆论文; 采区论文; 巷道论文; 树脂论文; 钻机论文; 锚固论文; 注浆论文; 《防护工程》2018年第29期论文;