U型鋼支架在大冒落區(qū)域的應(yīng)用

臧潤(rùn)成

(白山市友成建設(shè)有限責(zé)任公司)

某礦18#礦組東三礦已閉坑多年，目前因礦山產(chǎn)量需求，決定開(kāi)采東三礦體570～620 m水平的礦石及回收620 m水平以上的殘礦。在620 m水平以上殘礦回采前期，需對(duì)620，680 m兩個(gè)水平的原有井巷進(jìn)行修復(fù)。因礦山已閉坑多年，原有巷道已出現(xiàn)不同程度的塌冒，620，680 m水平舊巷修復(fù)約754 m，冒區(qū)處理約46 m，危險(xiǎn)性大、不可預(yù)見(jiàn)因素多，因此必須制定切實(shí)可行、安全可靠的專項(xiàng)施工方案，以確保作業(yè)人員的人身安全。

1 舊巷恢復(fù)施工方案

1.1 清理片冒渣石、淤泥及雜物

采用扒渣機(jī)扒巖，配0.75 m3U型翻轉(zhuǎn)式及2.5 m3曲軌側(cè)卸式礦車(chē)出渣，清理舊巷片冒渣石;淤泥及雜物則采用人工清理。清理出的渣石及雜物由電機(jī)車(chē)牽引至地表。

因原有舊巷多年未使用，年久失修，有部分巷道塌冒。對(duì)幫、頂有局部片冒且片冒區(qū)域不是很大的巷道，經(jīng)臨時(shí)檢撬后，不會(huì)對(duì)作業(yè)人員構(gòu)成威脅地段，可鋪設(shè)臨時(shí)軌道，采用電動(dòng)扒渣機(jī)出碴;對(duì)巷道片冒較嚴(yán)重，片冒空間較大，無(wú)法進(jìn)行檢撬或經(jīng)檢撬后，仍能對(duì)作業(yè)人員構(gòu)成威脅的地段，則根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，采用木支架、鋼支架或噴射混凝土進(jìn)行臨時(shí)支護(hù)，待片冒區(qū)域清理完后，再根據(jù)要求進(jìn)行永久支護(hù)。

1.2 冒區(qū)處理

620 m水平主運(yùn)輸大巷冒區(qū)，采用扒渣機(jī)裝巖、人工及機(jī)械打夯，U型鋼支架撞楔式超前錨桿法支護(hù)。

首先在冒區(qū)作業(yè)面前2 m位置架設(shè)兩架鋼支架并固定牢固，然后沿鋼支架頂及兩側(cè)幫分別用24 kg鋼軌及圓木作挑桿向前打入碴石內(nèi)，以防止出碴時(shí)碴石涌入鋼支架內(nèi)，人員在鋼支架及挑桿子的保護(hù)下作業(yè)。其施工工藝如下:鋼支架短段臨時(shí)支護(hù)→超前錨桿(鋼軌)維護(hù)→短段出矸石。當(dāng)鋼支架支護(hù)具備一定的長(zhǎng)度后，后段進(jìn)行鋼筋混凝土永久支護(hù)，按此方式逐步推進(jìn)，最后通過(guò)冒區(qū)段。

1.2.1 鋼支架短段臨時(shí)支護(hù)

緊貼工作面架設(shè)鋼支架，鋼支架采用25U型鋼制作，間距0.5 m，支架之間用圓木或槽鋼連接牢固，以加強(qiáng)支架沿巷道軸線方向的穩(wěn)定性。支架固定牢固后，兩幫用長(zhǎng)3.5 m半圓木背板進(jìn)行超前防護(hù)，頂部用4.0 m長(zhǎng)24 kg鋼軌進(jìn)行超前防護(hù)，鋼軌及半圓木前端均加工成尖形，用大錘或撞錘，按5°～10°向兩側(cè)墻及頂部打入碴石中，當(dāng)有大塊無(wú)法打進(jìn)時(shí)，應(yīng)用人工清除或局部破碎大塊后再打。因頂部壓力大，為保證頂部破碎圍巖的穩(wěn)定，鋼軌按150 mm間距打入后焊接固定在頂梁上，鋼軌間縫隙用木板堵好，當(dāng)局部橫梁夠不著鋼軌時(shí)，中間加木楔塞緊，使頂梁與鋼軌充分接觸。鋼支架施工如圖1所示，撞楔超前錨桿支護(hù)施工見(jiàn)圖2。

1.2.2 短段出碴石

在超前鋼軌及木板的防護(hù)下，將冒落的巖石運(yùn)出，出碴長(zhǎng)度不宜超過(guò)兩支架間距，即0.5 m，以機(jī)械為主，人工為輔。在出碴過(guò)程中，設(shè)專人觀察兩幫及頂板圍巖、碴石的狀況，若發(fā)現(xiàn)有圍巖松動(dòng)及碴石滑落，及時(shí)采取檢撬、防護(hù)或避讓措施。為保證冒落物的穩(wěn)定，先出兩側(cè)碴石，中部碴石盡量保留至鋼支架架設(shè)好后再出。

1.2.3 鋼支架及防護(hù)鋼軌延伸

當(dāng)碴石出到夠立下一架鋼支架距離時(shí)，立即支鋼支架，支架立好后，用金屬拉桿與后面支架連接成整體。兩幫木板及鋼軌按每2架鋼支架增設(shè)一排的頻率打進(jìn)。

圖1 過(guò)冒區(qū)段施工縱剖面示意(單位:mm)

圖2 撞楔超前錨桿支護(hù)施工(單位:mm)

當(dāng)臨時(shí)鋼支架支護(hù)長(zhǎng)度達(dá)到4 m后，鋼筋混凝土支護(hù)應(yīng)及時(shí)跟進(jìn)，混凝土支護(hù)應(yīng)與前端鋼支架保持0.5～2m的距離，以不影響前面施工為原則，按此循環(huán)通過(guò)整個(gè)冒落區(qū)。

2 安全技術(shù)措施

①U型鋼可縮性支架裝配附件齊全，無(wú)銹蝕現(xiàn)象，螺紋部分有防銹油脂;②架設(shè)U型鋼支架時(shí)要檢查支架無(wú)裂紋、弧線段無(wú)飛邊、氧化物、溶渣等阻礙物，無(wú)硬過(guò)渡現(xiàn)象，如發(fā)現(xiàn)后立即更換;③鋼支架在架設(shè)過(guò)程中，要嚴(yán)格按設(shè)計(jì)及規(guī)范要求，柱腿要保證垂直度，梁與柱腿連接螺栓必須擰緊;④鋼支架支護(hù)前測(cè)量人員及時(shí)給出中線和腰線(標(biāo)高)，指導(dǎo)施工;⑤在施工過(guò)程中，密切觀察地壓情況，發(fā)現(xiàn)支架異常變化，立即采取加固或其它措施，以防支架破壞，發(fā)生冒落事故;⑥各位置超前防護(hù)鋼軌打入矸石中的深度不得小于2架鋼支架的間距;⑦拱梁與棚腿結(jié)合處必須契合嚴(yán)密，棚不扭斜，不前傾后仰，工程質(zhì)量符合要求;⑧幫頂必須打嚴(yán)背實(shí)，嚴(yán)禁出現(xiàn)不接頂幫的現(xiàn)象;⑨立柱腿時(shí)，按準(zhǔn)確位置挖出柱窩，深度達(dá)到設(shè)計(jì)要求，柱腿要放在實(shí)底處安設(shè)，防止棚腿歪斜或懸空。

3 結(jié)語(yǔ)

采用U型鋼支架順利、安全、高效地通過(guò)該礦舊巷冒區(qū)，修復(fù)后巷道已投入使用2 a，巷道支護(hù)狀況良好，U型鋼支架沒(méi)有出現(xiàn)變形和位移。該礦大冒區(qū)處理取得了成功，為類(lèi)似條件下的巷道支護(hù)提供了借鑒。