四川川煤华荣能源股份有限公司太平煤矿 四川 攀枝花617000
摘要：锚网喷支护技术在太平煤矿高竖反井扩井施工中的应用，不仅解决了扩井施工期间井壁围岩管理的安全难题，同时对扩井后的井壁形成有效支护，保持了井壁围岩的完整性和稳定性，避免了溜煤井在使用过程中发生片冒、堵塞，降低了后期溜煤井使用安全管理难度，取得了显著的安全效益和经济效益。
关键词：锚网喷支护；扩井；有效支护。
1 概述
太平煤矿属于近距离煤层群开采矿井,煤层倾角30°～75°之间，目前矿井生产主要集中在+700m水平，水平垂高200m，各生产采区均利用高竖反井作为溜煤井。溜煤井采用ZFY/1.5/205型反井钻机施工,∮1.5m，由于溜煤井穿煤层距离长、且断面较小，在使用中经常发生溜煤井片冒、堵塞等现象，严重影响矿井安全生产，为确保溜煤井安全使用，需采用爆破法扩大溜煤井断面。
通过近几年锚网喷支护技术在+700m水平北一采区、南一采区高竖反井扩井施工中的应用，不仅对井壁进行全断面封闭，保证了扩井施工安全。同时也对井壁过煤层、破碎带形成有效支护，防止溜煤井在使用过程中发生片冒、堵塞，降低了溜煤井使用安全管理难度，取得了较好的安全效益和经济效益。
2 施工难点及解决方案
2.1 施工难点
高竖反井扩井施工首先要解决的问题是保证施工人员安全、避免在空顶下作业。其次就是要对井壁进行有效支护，防止在扩井施工过程中井壁落石伤人及后期使用中井壁发生片冒、堵塞等问题。
2.2 解决方案
要解决上述问题，最根本的做法的就是对扩井后的井壁进行封闭、形成有效支护。因此，矿相关工程技术人员通过多次研究、论证，并广泛征求施工队意见后，最终确定在扩井施工中采用锚网喷支护技术。
3 施工工艺
3.1 断面规格
采用ZFY/1.5/205型反井钻机施工完毕后溜煤井∮1.5m，为满足后期安全使用，需将溜煤井断面扩大到∮4m。
3.2 施工工序
（1）施工顺序：采用“从上往下”的顺序进行扩井作业，边扩边支护，锚网喷支护距扩井碛头不大于1.5m。
（2）每一循环施工工序：交接班→提升前安全检查→提升吊罐从上往下检查井壁支护、找净活石→吊罐到位、停稳固定→打开吊罐顶盖→敲帮问顶（找净工作面井壁浮石伞檐）→锚杆（网）支护→钻眼→装药、连线→提升吊罐（人员出井）→起爆。
（3）溜煤井扩井施工工序及设备布置详见图1：
3.3 施工前准备
（1）吊罐制作、使用：吊罐直径1.5m，高度2.0m，采用可收缩折叠顶盖，顶盖打开后直径3.5m。吊罐提升时将顶盖收拢，下放到位停稳后打开，人员在顶盖保护下作业。
（2）提升绞车：在竖井上口安设一台JSDB—13型慢速绞车（含声光信号等），钢丝绳直径为∮21.5㎜，用于提升吊罐。
（3）风、水管路安装：竖井上口安设两趟∮50mm钢管，用法兰盘螺杆连接，竖井内管路固定于井壁可靠的锚杆支护上，距碛头不大于3m，用作供风水及喷浆输料管。
3.4 支护参数确定
（1）锚杆长度和间距
根据竖井断面尺寸、围岩条件，结合工程经验，确定围岩稳定段锚杆长度取1.8m，间排距为1000mm；围岩破碎带、煤层段锚杆长度取2.4m，间排距为800mm。
（2）锚杆锚固力
竖井扩井为一次成巷、巷道断面12.56m2，设计锚杆锚固力Q = 60 KN，即6t，可以满足支护要求。
（3）锚杆杆体直径
（5）金属网
为了确保扩井后井壁的永久稳定性，必须利用金属网对井壁进行封闭、加强喷层的抗拉强度，防止表层围岩脱落。设计采用10#铁丝编制的菱形金属网，规格：长×宽=2000×1500mm，网目50×50mm。
（6）托板
锚杆支护主要依靠锚头的锚固力和托板的反力共同作用，才能保持设计锚固力。因此，正确选择托板和正确选用锚固剂具有同等重要的意义。
选择加载效果好的碟形钢托板，尺寸120×120×8mm，中孔φ22mm。
（7）喷浆厚度
喷浆厚度不得少于50mm，喷浆完毕后巷道表面不出现露筋及干裂现象。
（8）锚索支护参数
竖井揭露围岩破碎带、煤层段采用锚索加强支护，根据扩井后巷道断面尺寸及围岩条件，结合工程施工经验，确定锚索长度为5.3m，间、排距为2m。
（9）扩井施工巷道断面支护图见图2：
4 施工方法及要求
（1）施工前，加固竖井上口附近5m范围巷道支护，找净井口底板活石，并采用砼硬化，防止施工期间落石伤人。
（2）加强提升绞车、吊罐等设备、风水管路及各种安全设施检查、日常维护，确保正常使用。
（3）扩井施工必须做到掘进一循环，支护一循环。即“一掘一支”，及时封闭支护井壁，防止井壁落石。
（4）吊罐下放到位后，一定要将顶盖打开，人员在顶盖保护下作业。
（5）金属网要搭接，每片金属网网边都要套入锚杆、锚索托盘内压实，不可对接，网后不得存有碎石。
(6)锚杆、锚索的施工安装：要求孔径、锚杆(锚索)直径及锚固剂直径三者相匹配；锚杆的锚固力不低于60kN，锚杆预紧力矩不低于100kN．m；锚索的锚固力不低于150kN，预紧力不小于100kN。
（7）围岩破碎带、煤层段要使用加长锚杆，并增加锚索加强支护。
（8）喷浆支护前，要先检查管路固定及有无破损情况，并用压风吹净巷道表面岩粉，确保喷浆厚度不少于50mm，巷道表面不出现露筋及干裂现象。
5 实施效果与经济效益
（1）锚网喷支护的应用，解决了竖井扩井施工井壁围岩管理的难题，保证了施工人员安全。
（2）锚网喷支护对井壁形成有效支护，有效避免了井壁片冒，确保溜煤井后期使用安全。
（3）锚网喷支护在竖井扩井施工中的成功应用，为今后类似条件下的巷道施工积累了经验。
论文作者:刘正能,史文华,董明
论文发表刊物:《工程管理前沿》2019年第03期
论文发表时间:2019/5/27
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