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[摘 要]锚喷巷道先锚后喷施工工艺在日常生产中显现了多种不足,为提高安全质量标准化水平,本文结合我矿先喷后锚施工工艺的应用实践,阐述了先喷后锚施工工艺的做法和优缺点。
[关键词]锚喷、先喷后锚、安全质量标准化
中图分类号:TD353 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)29-0367-01
1. 前言
巷道支护的目的在于改善围岩的应力状况,减缓围岩变形、移动速度,从而创造安全的施工空间,巷道锚网喷支护工艺通过锚杆加固围岩,尽最大努力利用巷道周围没有挖走的原岩体,共同发挥其支撑作用,能起到较好的支护效果,具有安全可靠、技术先进、施工速度快、成本低的特点,在我矿日常掘进中已基本形成一套比较成熟的先锚后喷施工工艺,但随着技术改进和施工地质条件的变化,先锚后喷施工工艺也显现出了不足,难以同时满足工程质量和我矿精细化管理要求。我矿自2010年起实施先喷后锚施工工艺,目前已在全矿推广,在提高工程质量、提高精细化管理水平、便于工程验收、节资降耗等方面取得较好的效果。
2. 先锚后喷施工工艺现状
(1) 先锚后喷施工工艺要求爆破找顶找帮后对施工巷道及时进行锚网支护,之后进行喷浆成巷。由于受爆破影响及混凝土层的覆盖,多数情况下锚杆露头率很低,日常生产中很难对锚杆的成行成线、间排距、锚杆数量、锚杆角度、托盘与围岩的接触情况、锚杆扭矩及抗拔里等进行检查,容易造成隐蔽工程,从而遗留安全隐患。每隔一段距离施工的喷厚观测孔只能反映局部巷道的喷浆质量,难以反映出整条巷道的喷浆质量。
(2) 先锚后喷施工工艺容易忽略对巷道施工的过程控制,因装药量不规范、打眼角度不对、巷道围岩差等原因造成的巷道超挖往往通过增加喷射混凝土的厚度来达到提高巷道成型的目的,一方面浪费材料,另一方面巷道受力后容易造成大块喷浆体脱落,增加安全隐患。
(3) 喷射混凝土与围岩紧密接合,共同变形,从而提高支护强度。先锚后喷施工工艺锚网支护后托板、网片与围岩紧密接合,从而容易造成喷浆层与围岩离层。
(4) 先锚后喷施工工艺喷浆后锚杆受混凝土的覆盖,锚杆露头率低。在安全质量标准化管理工作中,要求风筒吊挂、管线吊挂平直美观,为满足安全质量标准化的要求需重新打眼对风筒、管线、电缆等进行吊挂,浪费人力、物理,不利于节资降耗。
(5) 在岩体中开掘巷道后,其原始应力平衡得到破坏,在巷道围岩中产生应力集中现象,如巷道围岩岩性差,将产生围岩破坏与变形,先喷后锚施工工艺可起到快速封闭裸体巷道的作用,阻止围岩的进一步变形与破坏。
(6) 为进一步提高巷道支护质量,同时满足安全质量标准化的要求,我矿进行了一系列改革尝试,推行了先喷后锚施工工艺。
3. 先喷后锚施工工艺现状
(1) 姚桥煤矿首先在东六新建放水巷施工过程中推广使用先喷后锚施工工艺。东六新建放水巷以平巷施工,巷道全长约1020m,顶板标高为-472,该巷道地质条件简单,无水害威胁,施工中坚持先喷后锚施工工艺。
(2) 先喷后锚施工工艺为一掘一喷、一锚一喷。施工中人员接班在现场顶板条件允许时,巷道掘进优先采用 “先喷后锚”施工工艺。后对上一班施工的巷道两帮进行锚帮,打下部炮眼,之后进行装药爆破,待炮眼吹净后,根据现场负责人要求人工敲帮问顶找净浮矸活矸,安装临时支护。待安全设施到位后,初喷当班施工的拱部并对上一班施工两帮进行复喷。初喷完毕后进行倒矸作业,同时预留矸石为锚顶作业做好准备工作。严格按照巷道设计间排距进行锚顶,要求拱部锚杆必须支护到起拱线附近,锚顶结束进行耙装出矸,对两帮矸石进行倒矸出车,耙装出矸完毕后对当班施工拱部进行复喷,同时初喷当班两帮,最后回收收工,向下一班交待清楚施工情况。
(3) 现场施工中根据巷道高度及设计锚杆间排距,巷道开窝前在巷道两帮确定巷道腰线,同时确定腰线附近一根锚杆和腰线的距离,之后严格按照设计间排距及坡度进行施工,施工完毕的巷道锚杆成巷成线,符合质量标准化相关要求。
(4) 先喷后锚施工工艺混凝土与围岩密切结合,混凝土与围岩共同变形,同时通过锚网支护,进一步提高了支护强度,使锚杆的悬吊、加固、挤压作用得到充分发挥,减少了混凝土离层,从而从源头上减少了安全隐患。
(5) 先喷后锚施工工艺对锚杆露头率要求比较严格,要求锚杆露头率控制在70%以上,由于锚杆露头率高,因此便于检查锚杆的角度、间排距、抗拔力及锚杆数量,从而减少了隐蔽工程的出现。同时,先喷后锚施工工艺要求提高光面爆破质量进而促进巷道成型,由于爆破后巷道成型效果好,喷浆料的单米消耗量减少,达到了节资降耗的目的,据不完全统计,实行先喷后锚施工工艺喷浆料消耗量减少10%-20%。
(6) 实行先喷后锚施工工艺后,锚杆露头率得到提高,同时稍加改进可实现锚杆一杆多用,如将螺帽与挂钩焊接在一起,可直接与锚杆进行连接,之后前探梁可悬挂在挂钩上,操作简单,安全可靠。管线及电缆等都可稍加改进配合锚杆进行吊挂,由于锚杆成行成线好,吊挂的电缆平、直,符合安全质量标准化相关要求。
4. 先喷后锚施工工艺在7265材料道的应用效果
7265材料道在现场顶板条件允许时,巷道掘进优先采用 “先喷后锚”施工工艺。
该面采用钻爆法施工,锚网(索)带喷浆联合支护。7655凿岩机打眼,PD-60B(A)型耙装机出矸,JKB-2.5*2.3型绞车、JD-11.4调度绞车与1t矿车联合运输。帮锚杆间距800mm,排距800mm;顶锚杆间距800mm,排距800mm;锚杆露出螺母长度为10~40mm;锚索每排2根,间排距1800×2400mm,锚索露出锁具长度为150~250mm;喷体厚度60~80mm。
先喷后锚施工工艺为一掘一喷、一锚一喷。
应用效果:⑴先喷后锚施工工艺混凝土与围岩密切结合,混凝土与围岩共同变形,同时通过锚网支护,进一步提高了支护强度。⑵先喷后锚施工工艺要求提高光面爆破质量进而促进巷道成型。⑶先喷后锚施工工艺喷浆料消耗量减少10%-20%。⑷实行先喷后锚施工工艺后,锚杆露头率得到提高,同时稍加改进可实现锚杆一杆多用,符合安全质量标准化相关要求。
5. 先喷后锚施工工艺需注意的几个问题
(1) 先喷后锚施工工艺应在顶板条件相对较好的巷道中实行,爆破后进行敲帮问顶,施工好安全设施,之后进行喷浆,由于受混凝土的覆盖,锚顶作业时很难发现顶板的实际状况,因此,先喷后锚施工工艺优先在顶板挑顶好的巷道中实施,同时必须严格按规定使用好安全设施,严禁马虎大意。
(2) 先喷后锚施工工艺对锚杆露头率提出严格要求,同时也带来了一些问题,巷道施工完毕后,由于锚杆露头率高,随时间的推移,锚杆容易锈蚀,进而降低了支护强度。因此,巷道施工完毕,经验收合格后可稍微对巷道进行复喷,减缓锚杆的锈蚀速度。
(3) 先喷后锚施工工艺初喷后必须预留混凝土初凝的时间,因此,初喷后进行耙装、平整巷道,初喷过程中保证速凝剂的掺入量为水泥的2%-4%,待初凝后进行锚网支护。
(4) 先喷后锚施工工艺接班后需及时锚帮,防止空帮时间过长、空帮距离过长。
(5) 先喷后锚施工工艺和传统的先锚后喷施工工艺相比,施工工序复杂,光面爆破要求严格,需进行二次喷浆,同时验收完毕后需对锚杆进行隔离,减缓锈蚀速度。但有利于巷道支护质量的提高,利于巷道质量标准化工作的提高,有利于节资降耗,同时对软岩巷道的掘进能够起到快速封闭裸体巷道的作用,目前在我矿已得到全面推广。
作者简介
亓建,男,1987年2月出生,吉林临江人, 中国矿业大学本科毕业,助理工程师,一直从事中煤集团大屯煤电公司姚桥煤矿矿井采掘技术工作。
[关键词]锚喷、先喷后锚、安全质量标准化
中图分类号:TD353 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)29-0367-01
1. 前言
巷道支护的目的在于改善围岩的应力状况,减缓围岩变形、移动速度,从而创造安全的施工空间,巷道锚网喷支护工艺通过锚杆加固围岩,尽最大努力利用巷道周围没有挖走的原岩体,共同发挥其支撑作用,能起到较好的支护效果,具有安全可靠、技术先进、施工速度快、成本低的特点,在我矿日常掘进中已基本形成一套比较成熟的先锚后喷施工工艺,但随着技术改进和施工地质条件的变化,先锚后喷施工工艺也显现出了不足,难以同时满足工程质量和我矿精细化管理要求。我矿自2010年起实施先喷后锚施工工艺,目前已在全矿推广,在提高工程质量、提高精细化管理水平、便于工程验收、节资降耗等方面取得较好的效果。
2. 先锚后喷施工工艺现状
(1) 先锚后喷施工工艺要求爆破找顶找帮后对施工巷道及时进行锚网支护,之后进行喷浆成巷。由于受爆破影响及混凝土层的覆盖,多数情况下锚杆露头率很低,日常生产中很难对锚杆的成行成线、间排距、锚杆数量、锚杆角度、托盘与围岩的接触情况、锚杆扭矩及抗拔里等进行检查,容易造成隐蔽工程,从而遗留安全隐患。每隔一段距离施工的喷厚观测孔只能反映局部巷道的喷浆质量,难以反映出整条巷道的喷浆质量。
(2) 先锚后喷施工工艺容易忽略对巷道施工的过程控制,因装药量不规范、打眼角度不对、巷道围岩差等原因造成的巷道超挖往往通过增加喷射混凝土的厚度来达到提高巷道成型的目的,一方面浪费材料,另一方面巷道受力后容易造成大块喷浆体脱落,增加安全隐患。
(3) 喷射混凝土与围岩紧密接合,共同变形,从而提高支护强度。先锚后喷施工工艺锚网支护后托板、网片与围岩紧密接合,从而容易造成喷浆层与围岩离层。
(4) 先锚后喷施工工艺喷浆后锚杆受混凝土的覆盖,锚杆露头率低。在安全质量标准化管理工作中,要求风筒吊挂、管线吊挂平直美观,为满足安全质量标准化的要求需重新打眼对风筒、管线、电缆等进行吊挂,浪费人力、物理,不利于节资降耗。
(5) 在岩体中开掘巷道后,其原始应力平衡得到破坏,在巷道围岩中产生应力集中现象,如巷道围岩岩性差,将产生围岩破坏与变形,先喷后锚施工工艺可起到快速封闭裸体巷道的作用,阻止围岩的进一步变形与破坏。
(6) 为进一步提高巷道支护质量,同时满足安全质量标准化的要求,我矿进行了一系列改革尝试,推行了先喷后锚施工工艺。
3. 先喷后锚施工工艺现状
(1) 姚桥煤矿首先在东六新建放水巷施工过程中推广使用先喷后锚施工工艺。东六新建放水巷以平巷施工,巷道全长约1020m,顶板标高为-472,该巷道地质条件简单,无水害威胁,施工中坚持先喷后锚施工工艺。
(2) 先喷后锚施工工艺为一掘一喷、一锚一喷。施工中人员接班在现场顶板条件允许时,巷道掘进优先采用 “先喷后锚”施工工艺。后对上一班施工的巷道两帮进行锚帮,打下部炮眼,之后进行装药爆破,待炮眼吹净后,根据现场负责人要求人工敲帮问顶找净浮矸活矸,安装临时支护。待安全设施到位后,初喷当班施工的拱部并对上一班施工两帮进行复喷。初喷完毕后进行倒矸作业,同时预留矸石为锚顶作业做好准备工作。严格按照巷道设计间排距进行锚顶,要求拱部锚杆必须支护到起拱线附近,锚顶结束进行耙装出矸,对两帮矸石进行倒矸出车,耙装出矸完毕后对当班施工拱部进行复喷,同时初喷当班两帮,最后回收收工,向下一班交待清楚施工情况。
(3) 现场施工中根据巷道高度及设计锚杆间排距,巷道开窝前在巷道两帮确定巷道腰线,同时确定腰线附近一根锚杆和腰线的距离,之后严格按照设计间排距及坡度进行施工,施工完毕的巷道锚杆成巷成线,符合质量标准化相关要求。
(4) 先喷后锚施工工艺混凝土与围岩密切结合,混凝土与围岩共同变形,同时通过锚网支护,进一步提高了支护强度,使锚杆的悬吊、加固、挤压作用得到充分发挥,减少了混凝土离层,从而从源头上减少了安全隐患。
(5) 先喷后锚施工工艺对锚杆露头率要求比较严格,要求锚杆露头率控制在70%以上,由于锚杆露头率高,因此便于检查锚杆的角度、间排距、抗拔力及锚杆数量,从而减少了隐蔽工程的出现。同时,先喷后锚施工工艺要求提高光面爆破质量进而促进巷道成型,由于爆破后巷道成型效果好,喷浆料的单米消耗量减少,达到了节资降耗的目的,据不完全统计,实行先喷后锚施工工艺喷浆料消耗量减少10%-20%。
(6) 实行先喷后锚施工工艺后,锚杆露头率得到提高,同时稍加改进可实现锚杆一杆多用,如将螺帽与挂钩焊接在一起,可直接与锚杆进行连接,之后前探梁可悬挂在挂钩上,操作简单,安全可靠。管线及电缆等都可稍加改进配合锚杆进行吊挂,由于锚杆成行成线好,吊挂的电缆平、直,符合安全质量标准化相关要求。
4. 先喷后锚施工工艺在7265材料道的应用效果
7265材料道在现场顶板条件允许时,巷道掘进优先采用 “先喷后锚”施工工艺。
该面采用钻爆法施工,锚网(索)带喷浆联合支护。7655凿岩机打眼,PD-60B(A)型耙装机出矸,JKB-2.5*2.3型绞车、JD-11.4调度绞车与1t矿车联合运输。帮锚杆间距800mm,排距800mm;顶锚杆间距800mm,排距800mm;锚杆露出螺母长度为10~40mm;锚索每排2根,间排距1800×2400mm,锚索露出锁具长度为150~250mm;喷体厚度60~80mm。
先喷后锚施工工艺为一掘一喷、一锚一喷。
应用效果:⑴先喷后锚施工工艺混凝土与围岩密切结合,混凝土与围岩共同变形,同时通过锚网支护,进一步提高了支护强度。⑵先喷后锚施工工艺要求提高光面爆破质量进而促进巷道成型。⑶先喷后锚施工工艺喷浆料消耗量减少10%-20%。⑷实行先喷后锚施工工艺后,锚杆露头率得到提高,同时稍加改进可实现锚杆一杆多用,符合安全质量标准化相关要求。
5. 先喷后锚施工工艺需注意的几个问题
(1) 先喷后锚施工工艺应在顶板条件相对较好的巷道中实行,爆破后进行敲帮问顶,施工好安全设施,之后进行喷浆,由于受混凝土的覆盖,锚顶作业时很难发现顶板的实际状况,因此,先喷后锚施工工艺优先在顶板挑顶好的巷道中实施,同时必须严格按规定使用好安全设施,严禁马虎大意。
(2) 先喷后锚施工工艺对锚杆露头率提出严格要求,同时也带来了一些问题,巷道施工完毕后,由于锚杆露头率高,随时间的推移,锚杆容易锈蚀,进而降低了支护强度。因此,巷道施工完毕,经验收合格后可稍微对巷道进行复喷,减缓锚杆的锈蚀速度。
(3) 先喷后锚施工工艺初喷后必须预留混凝土初凝的时间,因此,初喷后进行耙装、平整巷道,初喷过程中保证速凝剂的掺入量为水泥的2%-4%,待初凝后进行锚网支护。
(4) 先喷后锚施工工艺接班后需及时锚帮,防止空帮时间过长、空帮距离过长。
(5) 先喷后锚施工工艺和传统的先锚后喷施工工艺相比,施工工序复杂,光面爆破要求严格,需进行二次喷浆,同时验收完毕后需对锚杆进行隔离,减缓锈蚀速度。但有利于巷道支护质量的提高,利于巷道质量标准化工作的提高,有利于节资降耗,同时对软岩巷道的掘进能够起到快速封闭裸体巷道的作用,目前在我矿已得到全面推广。
作者简介
亓建,男,1987年2月出生,吉林临江人, 中国矿业大学本科毕业,助理工程师,一直从事中煤集团大屯煤电公司姚桥煤矿矿井采掘技术工作。