摘要:林西礦11水平電車道與1102皮帶機尾檢修道交叉點位于12煤層底板巖層之中,受上部采空區(qū)動壓影響,該交叉點抬棚U型鋼插梁與對棚子變形,致使巷道有效斷面減小,已無法滿足支護與安全使用要求。若采用注漿+錨索+托改抬棚支護方式,即確保了施工安全,又增加服務年限,減少再次維修投入,可取得良好的經濟效益。
關鍵詞:應力 圍巖 加固 支護
11水平電車道與1102皮帶機尾檢修道交叉點屬于11水平進風、運輸、行人的重要咽喉。該交叉點原抬棚頂部屬于冒落破碎帶,受上部1093采空區(qū)影響抬棚插梁彎曲下沉,棚子傾斜扭曲變形。若采用傳統(tǒng)的“刷梁道穿插梁”改抬棚方法,首先要擴大抬棚跨度,增加抬棚承載能力;其次傳統(tǒng)的改抬棚方法對破碎頂板難于控制,易出現(xiàn)造成冒落事故;再次刷梁道響炮施工時,對圍巖造成應力重新分布,減少了抬棚服務年限,增加安全維修投入。
1 地質條件
12煤層底板以泥巖為主,厚度0.35m~0.40m,平均0.39m,巖層節(jié)理發(fā)育,脆而易碎,圍巖易發(fā)生冒落或片幫。
2 工程概況
11水平電車道與1102皮帶機尾檢修道交叉點巷道底板標高-840m,原抬棚東西布置,跨度5.1m。抬棚使用8組29U 6.1m型鋼插梁,每組使用兩根3.8m插梁搭接1.5m,對棚子使用29U 10.5m2可縮性拱形支架。
針對該交差點抬棚應力變形特點,先對原抬棚頂部破碎圍巖采取打眼注漿,對破碎圍巖進行固化。注漿前先用錨桿機垂直頂板打10個錨桿孔,深度不小于3.0m,共4排,排距為2.5m。其中第一排和最后一排各打兩孔,間距為1.5m;第二、三排各打三孔,間距為1m布置。
注漿使用ZBQS煤礦用氣動雙液注漿泵對巷道頂部進行固化注漿,注漿料采用1:1比例的優(yōu)樂加固Ⅱ號化學漿液。
頂板固化后,再由東往西對原抬棚段套修施工,套修使用特制29U 10.5m2可縮性拱形支架(棚腿加長300mm),棚距600mm。原抬棚段套修完,原抬棚回撤后,再使用φ22mm×8000mm高強錨索對抬棚段加強支護。
新抬棚從抬棚北側鎖口棚西幫開始往東架設,跨度為4.5m,使用16根長度29U 3.5m型鋼插梁,2根插梁并一組,新抬棚兩側對棚子使用29U 10.5m2拱形支架。新抬棚棚完后,對抬棚頂部進行接頂背實,并將新抬棚北幫棚子棚腿回撤。
3 支護工藝流程
打注漿孔→巷道頂部注漿→刷大套修→回撤原抬棚→打錨索眼→安設錨索→架設新抬棚→回撤棚腿
4 安全技術措施與支護分析
4.1 打注漿孔 打孔前,先對原抬棚采取找掉加固措施,局部背板折斷漏矸處重新進行插背。在原抬棚兩端對棚子棚梁下、抬棚插梁中間距離兩端對棚子1.7m處分別打設直徑不小于120mm紅松點柱。
打注漿孔時,操作人員要檢查錨桿機等各零部件是否完好,風壓、水壓符合錨桿機要求,發(fā)現(xiàn)有問題及時維護處理。
使用錨桿機打錨桿時,必須二人操作,不準帶手套,衣袖口扎緊,一人把緊錨桿機的操作手把,另一人握住錨桿機的機體把手并給釬子定位,防止錨桿機移位,操作人先給風待鉆進30-50mm后再給水,給風時要用力均勻防止斷釬傷人。
4.2 巷道頂部注漿 使用注漿泵注漿前,檢查注漿管路是否有雜質,以保證氣源的清潔,各部件安裝正確可靠。
拌料時,兩種原料分別使用兩個拌料缸,嚴禁混用。
注漿中要觀察出漿壓力表、各漿液的混合比、泵活塞的運動速度。隨時觀察料桶,看吸漿比例是否正確,如比例不對,將速度快的注漿缸的進漿管處閥門關小些,增加吸漿阻力。
4.3 刷大套修 使用29U特制10.5m2拱形棚子,按照由東往西對原抬棚段進行拆刷,每次只準拆刷0.7m,減少控頂距離。
4.4 回撤原抬棚 原抬棚回撤時,檢查原抬棚下點柱打設是否牢靠。再按照從頂?shù)絻蓭椭鸶爻凡辶?,最后回撤兩端對棚子?/p>
原抬棚回撤松解卡纜時,設專人觀山,單人單側進行,嚴禁身體正對螺母,以免崩出傷人。
4.5 打錨索眼 錨索眼按照“T”字形布置4根在巷道正頂位置,索眼間距3m。眼深度不小于7.7m。
4.6 安設錨索 用錨索將5卷錨固劑推入鉆孔底部,然后把錨索尾部六方直接插到錨桿機輸出軸上,開動錨桿機,邊攪拌邊推進至錨索安裝到鉆孔底部。
待錨固劑固化后,裝上橡膠塞、托盤、錨具,采用φ22張拉機具張拉錨索至10T進行預緊。
4.7 架設新抬棚 在原抬棚北幫鎖口棚西幫開始,先棚好東、西兩側對棚子,其高度不小于2.9m,對棚子之間使用拉條連接,并與相鄰棚子使用8#鉛絲或繩頭捆綁牢靠,防止傾倒傷人。
上插梁高度不夠時,打好牢固的腳手架。穿插梁時,現(xiàn)場由班組長統(tǒng)一指揮,人員不小于5人共同操作,喊齊口號。
4.8 回撤加長腿 新抬棚插背完畢后,將抬棚北幫棚子加長的棚腿回撤,棚梁長出的部分鋸掉。
5 結論
針對該巷道交叉點采用“注漿+錨索+托改抬棚”的多重支護,①對巷道頂部冒落破碎帶進行注漿固化,保證破碎矸石塊固結,有效控制頂板冒落;②增加交叉點巷道圍巖巖體自承能力,大大增加巷道支護強度;③縮小新抬棚跨度,減少自身受力變形;④減少巷道后期維修材料、設備、和人工費用的投入,降低維修難度,延長巷道服務年限。
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作者簡介:
張偉(1985-),男,陜西寶雞人,2009年畢業(yè)于西安科技大學,現(xiàn)任唐山開灤林西礦業(yè)有限公司開拓主管工程師。