管棚與鋼支架聯(lián)合支護(hù)在穿越破碎帶巷道中的應(yīng)用

劉 濤，李建壯，王興亞

(山東黃金礦業(yè)(萊州)有限公司焦家金礦， 山東 萊州市 261441)

管棚與鋼支架聯(lián)合支護(hù)在穿越破碎帶巷道中的應(yīng)用

劉 濤，李建壯，王興亞

(山東黃金礦業(yè)(萊州)有限公司焦家金礦， 山東 萊州市 261441)

巷道在穿越破碎帶、斷層等不良地層時(shí)，為保證施工人員及設(shè)備的安全，需要進(jìn)行超前支護(hù)。以某深部金屬礦斜坡道施工為研究對(duì)象，對(duì)巷道穿越破碎帶時(shí)超前管棚與鋼支架聯(lián)合支護(hù)施工工藝進(jìn)行論述。施工結(jié)果表明，超前管棚與鋼支架聯(lián)合支護(hù)體系在保證巷道施工質(zhì)量和工期的同時(shí)，為后續(xù)作業(yè)創(chuàng)造了安全的施工環(huán)境。

管棚；鋼支架；聯(lián)合支護(hù)；破碎帶；巷道掘進(jìn)

某深部金屬礦14中段斜坡道開(kāi)挖建設(shè)過(guò)程中需要穿越破碎帶，并揭露砂巖含水層，導(dǎo)致巷道在破碎帶區(qū)域60 m范圍內(nèi)出現(xiàn)大面積涌水，總涌水量為60 m3/h，水壓為1.5 MPa，水溫為27℃。通過(guò)鉆探和物理探查發(fā)現(xiàn)，3～9 m深度范圍內(nèi)圍巖極為破碎，15～20 m深度范圍內(nèi)富水性強(qiáng)，導(dǎo)水裂隙發(fā)育。

1 管棚超前支護(hù)

當(dāng)巷道所通過(guò)的巖石松軟破碎嚴(yán)重時(shí)，采取預(yù)先打設(shè)管棚進(jìn)行臨時(shí)支護(hù)，管棚所用材料為長(zhǎng)4 m、直徑38 mm的鋼管，沿巷道右側(cè)頂板和右?guī)筒贾茫晭r石條件鋼管間距可控制在200～300 mm之間，采用管棚進(jìn)行臨時(shí)支護(hù)后，挖掘時(shí)須配合使用36U鋼支架進(jìn)行臨時(shí)支護(hù)，棚距控制在500～800 mm；采用這種臨時(shí)支護(hù)方式時(shí)，掘支段長(zhǎng)度宜控制在1.1 m。向前掘進(jìn)過(guò)程中，如需繼續(xù)使用管棚進(jìn)行臨時(shí)支護(hù)，管棚之間的搭接長(zhǎng)度以不小于2000 mm為宜，如遇巖石較破碎時(shí)，可用鉆桿代替鋼管(見(jiàn)圖1)。

圖1 破碎帶管棚布置

2 鋼支架支護(hù)

(1) 每架鋼支架錨桿眼10個(gè)，其中左右柱腿各3個(gè)，拱部4個(gè)，鋼拱架兩個(gè)柱腳底部向上250 mm范圍內(nèi)務(wù)必各有一根側(cè)向錨桿眼。錨桿安裝好后進(jìn)行金屬網(wǎng)安裝，網(wǎng)片布置在鋼拱架外側(cè)，金屬網(wǎng)用1 m×2 m網(wǎng)片，采用Ф8 mm鋼筋，100 mm×100 mm網(wǎng)格，網(wǎng)與網(wǎng)搭接長(zhǎng)度100 mm。外層噴射混凝土厚度100 mm，強(qiáng)度等級(jí)C25。

(2) 清理巷道兩幫基礎(chǔ)，進(jìn)行36U型鋼支架安裝，檢查支架質(zhì)量，確保按設(shè)計(jì)要求選用支架，施工人員按中腰線檢查巷道斷面的規(guī)格尺寸，處理好不合格部位。支鋼架前搭好施工平臺(tái)，平臺(tái)高度根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況確定。巷道外層采用鋼拱架+噴錨網(wǎng)的支護(hù)形式，先將U型鋼拱架貼近巖壁，在柱腿下部用200 mm寬方木鋪墊，防止站腿偏移或下沉，在設(shè)計(jì)位置上安裝好鋼支架的左右柱腿并用拉桿連接，再安裝支架拱部部分(見(jiàn)圖2)，支架柱腿與拱部支架采用卡纜進(jìn)行連接，每個(gè)搭接安裝兩套卡纜，間距為200 mm。拱部安裝好后再用拉桿連接加固。該段鋼支架的間距控制在800 mm。

(3) 鋼支架與鋼支架之間采用拉桿連接，拉桿采用Ф25螺紋鋼加工制作，鋼拱架與鋼拱架之間采用焊接方式連接，每根拉桿長(zhǎng)度為760 mm，每個(gè)鋼拱架用8根，左右柱腿用3根，上拱架用2根。

圖2 鋼拱架支護(hù)布置

(4) 外層鋼拱架安裝加固結(jié)束后開(kāi)始扎單層鋼筋，鋼筋采用Ф25 mm熱軋鋼筋，鋼筋保護(hù)層厚度為50 mm，鋼筋連接可采用綁扎搭接方式或焊接方式，鋼筋搭接長(zhǎng)度為50d，雙面焊接長(zhǎng)度為5d(d為受力鋼筋直徑)，鋼筋橫向間排距為200 mm，豎向間排距為220 mm；

(5) 鋼筋綁扎結(jié)束后開(kāi)始支碹骨，短掘短支，碹骨全部采用20#槽鋼制作，間距800 mm，各碹骨之間采用25#螺紋鋼拉鉤連接固定，站柱橫撐用18#軌道鋼制作。墻體采用建筑金屬模板，必要時(shí)用少量木模板，然后邊放墻體模板邊澆注墻體，混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度為C30，地面將混凝土干料攪拌好后用1 m3礦車輸送到-475 m水平，然后用ZL30型裝載機(jī)運(yùn)送到工作面，利用0.2 m3攪拌機(jī)攪拌后，用HBMD12/4-22s型砼輸送泵進(jìn)行澆筑。澆筑前，先用水沖洗巖面；整體進(jìn)行澆筑，出現(xiàn)澆筑中斷時(shí)，對(duì)接觸面砼進(jìn)行施工縫處理。設(shè)專人采用插入式振搗棒振搗，振搗要均勻密實(shí)，在預(yù)埋管處要著重加強(qiáng)振搗，確保管壁與砼聯(lián)接緊密。邊澆筑砼邊安裝模板，直至達(dá)到模頂高度。澆灌要保證連續(xù)施工，隨著灰面提高，不斷布置模板。

3 結(jié) 論

利用超前管棚與鋼支架聯(lián)合支護(hù)技術(shù)，成功完成了在高地壓、破碎巖體中安全、高效施工巷道的任務(wù)。超前管棚聯(lián)合支護(hù)體系工藝簡(jiǎn)單、安全可靠，不僅降低了巷道返修工程量，同時(shí)為巷道快速掘進(jìn)以及后續(xù)采礦工作提供了安全的作業(yè)環(huán)境。

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楊陸海，碩士，采礦工程師，主要負(fù)責(zé)采礦技術(shù)及施工管理工作，Email：dearylh@163.com。

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