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摘要:通过对深井高地压条件下的煤巷修护的支护方式和施工工艺的论述,说明在深井高地压条件下的煤巷支护必须保证足够的支护强度,才能进而保证生产需要,对类似条件下的煤巷支护具有一定的参考价值。
关键词:千米深井 煤巷 修护
1 工程概况
口孜东矿是国投新集第一对千米深井,该矿中央(13-1)采区回风上山为跟13-1煤层顶板掘进,巷道掘进期间采用锚网索喷支护,后期进行套36U型钢棚加强支护,但由于煤巷压力大,巷道变形严重,需进行修护,并要在施工过程中保证工程质量,以保证生产需要。
2 施工方法
先对巷道进行卧底,然后进行刷扩。局部顶板受压严重出现U型棚变形、断裂或顶板下沉严重段进行挑顶。刷扩时,采用风镐由顶到帮刷至设计尺寸。顶板较好时,每次刷扩长度不得超过两排,逐排进行锚网索支护。顶板不好时,每次刷扩长度达到一个锚杆排距及时进行锚网支护,刷扩10m后拆棚,最后套架36U型棚。
3 巷道支护形式
3.1 锚网索支护形式
3.1.1 锚网索支护拱基分中净宽2955mm,底脚分中净宽3184mm,净高4478mm,其中拱基线以上2978mm,拱基线以下1.5m。
3.1.2 锚杆选用Ф22×2500mm的高强锚杆,施工锚杆时,锚固剂每孔使用3卷(Ф27mm钻头时用Z2350型,Ф32mm钻头时用Z2850型),锚杆间排距700×700mm,允许偏差±100mm。锚杆外露长度10~50mm。
3.1.3 锚杆托盘要密贴岩面,螺母扭矩岩巷不小于400N·m,煤巷不小于300N·m,要用风动扳手加压到设计扭距,锚杆抗拔力不小于80kN/根。锚杆角度:垂直巷壁,允许偏差≤15°。
3.1.4 锚网:采用Φ6mm钢筋焊制,长×宽=1.6×0.9m,网孔规格为100mm×100mm,搭接长度100mm。
3.1.5 锚索采用Ф21.8mm钢绞线加工,长度为6.3m。每个锚索使用4根Z2850型锚固剂,锚索外露200~300mm,预紧力不小于160kN。锚索间排距以现场情况而定,但不得超过1.5×1.4m。
3.2 套棚支护形式
3.2.1 套棚断面形状为斜墙圆弧拱形断面,圆弧拱中心角166°,棚腿外扎角83°,套棚断面拱基净宽×净高=5100×4070mm,墙高=1.5m。
3.2.2 棚腿柱窝深度不小于250mm,且必须下在实底,围岩松软破碎时要穿石鞋。
3.2.3 棚距650mm,允许误差±50mm;U型棚搭接长度为700mm,允许误差±30mm;搭接处采用3道卡缆,两卡缆间距250mm,允许误差±20mm;支架水平允许误差不大于40mm,支架扭距允许误差不大于80mm,棚腿要求明暗一致。
3.2.4 卡缆螺栓直径为30mm,长度为160mm,卡缆螺母外露不小于10mm,不大于50mm。螺丝紧固有效,必须使用加长扭矩扳手紧固,扭矩力不小于300N·m。
3.2.5 金属网片过顶要排列整齐并用双股12#铁丝纵向绑扎2道,间距300mm。空帮、空顶处必须用矸石或水泥背板等不燃性材料填实,腰帮背顶时由两帮向正顶进行,水泥背板成“#”字型布置。
3.2.6 金属笆片规格为750×650mm、Ф12×Ф6mm;水泥背板规格为800×120×50mm。
3.2.7 架棚支护顶、帮应严实有劲,棚间构件应齐全有效,直线布置,位置准确。
3.2.8 严禁空顶空帮,不得架设等劲棚,棚梁、腿结合要严密,不张口、喝风、亮牙。
3.2.9 斜巷施工时,按每6-8°向上1°迎山角施工。
3.2.10 前探梁采用4.5m的30kg/m轨道。每根前探梁生根点不少于3个,均匀分布,并不得生根于迎头第一棚。
4 施工工艺
4.1 刷扩施工工艺
4.1.1 施工前先对施工地点进行检查,敲帮问顶找尽危岩确认安全后,方可进入施工现场。
4.1.2 刷扩作业前,必须先将作业地点棚梁用三道锚索吊梁锁固后方可刷扩。刷扩作业时,先对巷道一帮刷扩并及时进行“锚网索+H型钢带”支护后,再对巷道另一帮进行刷扩作业。
4.1.3 刷扩完成后,拆除棚腿,当棚腿变形不大时,可以将旧棚腿蹬至棚梁后部用卡缆固定。
4.1.4 临时支护采用带帽点柱,最大控顶距不超过0.8m。
4.1.5 锚索吊梁施工:锚索吊梁打在梁中及中线两侧1.4m处,其中第一根和最后一根吊梁必须搭接到棚腿齐全的棚梁上,相邻两根吊梁间的搭接长度不得小于2个棚距。
4.1.6 锚杆眼施工:帮部锚杆眼采用MQS-35/1.6风煤钻配合麻花钻杆施工,钻杆长2.6m,钻头为Φ30.5mm麻花钻头,顶部打眼采用锚杆机配合Ф32mm钻头。锚杆打眼深度为2450mm,允许误差0~+50mm,钻眼方向与巷道轮廓尽量垂直,夹角不小于75°。
4.2 套棚施工
4.2.1 拆除U型棚施工:首先在需拆除U型棚的下方搭设脚手架,去除拉条,然后拆除U型棚后面的钢筋笆片及背板,将棚腿固定后再卸卡缆螺丝;先去除U型棚梁,再拆除棚腿,将拆除的U型棚摆放在固定位置,统一码放。拆除U型棚后及时刷扩至设计尺寸,进行锚网索支护,一次最多只能拆两棚即必须进行锚网支护。一次性最多施工不得超过20m即必须重新进行套棚施工。
4.2.2 采用先架棚梁后架棚腿逐棚施工的方法套棚。套棚作业前4棚无法使用前探梁时,棚梁采用专用锚杆进行固定(两组锚杆布置为分中800mm),锚杆上加U型卡将棚梁锁紧,U型卡必须上满扣且紧贴棚梁,确保棚梁固定牢固后再架设棚腿。
4.2.3 套棚时使用2根前探梁,对称布置在两侧肩窝,使用挂钩吊挂在已架好的U型棚上,先上顶梁,使用拉条进行固定。等顶梁固定好后再架设棚腿,每上一梁就用拉条与前一棚连接好,最多一次允许架二个棚梁。
4.2.4 采用金属网片过顶,网片间每隔300mm用双股12#铁丝绑扎,空帮、空顶处必须用矸石或水泥背板等不燃性材料填实,腰帮时由两帮向正顶进行。
4.2.5 需刷扩时,应先进行敲帮问顶,每次刷扩长度不得超过0.7m,刷够一排支护一排。
4.2.6 当锚索被刷掉后,先补打锚索再套棚,补打数量视现场情况而定,间排距不小于设计。
5 安全技术措施
5.1 加强顶板管理,严禁空顶作业,临时支护要紧跟刷扩段。每次进入工作面前,班长或跟班队长必须对工作面顶帮安全情况进行一次全面检查,确认无安全隐患方可入内。
5.2 施工过程中必须坚持执行经常性的敲帮问顶制度,及时排除隐患,确认安全后方可施工。
5.3 刷扩作业根据现场情况可分2个茬施工,但茬间距不小于20m。每茬下方必须设置高500mm的挡煤板防止煤滚落伤人。
5.4 临时支護采用戴帽点柱,点柱采用φ200mm以上的圆木或DWB-30/100轻型液压单体支柱,柱帽采用规格为1400×180×180mm。采用液压单体柱做临时支护时,液压点柱及柱帽必须采用8#铁丝生根在顶板锚杆或其它牢固地点,以防止歪倒伤人,单体使用前必须做漏液检查。液压单体在使用过程中必须经常观察点柱的受力情况,发现点柱不吃力或泄压时必须及时补压。
5.5 每刷扩够一个排距,及时进行锚网支护一排。
5.6 刷扩时必须使用旧皮带或旧风筒布保护好风筒、风水管路、电缆及小线,刷扩后及时将电缆、小线吊挂牢固。
5.7 拐角处用H钢带横向包扎加强支护。
5.8 挑顶时,除平台上挑顶施工人员外,5m范围内严禁有其他人员。
5.9 挑顶施工与刷帮施工不能同时进行。刷扩人员应站在有效支护区域对需刷扩的地方进行刷扩。刷帮挑顶后的浮货要及时清理。
5.10 回棚本着“先支后回”的原则,对回棚顶板及帮部进行锚网支护后才能进行回除工作。
5.11 套棚施工中,棚腿要立准立牢。支架各部件连接卡子要按规定上螺栓,并上够力,不得缺垫板、垫圈。
5.12 架设U型棚时,在一架未完工之前,不得中止工作,每次工作结束前,必须接顶、腰帮,确保工作地点的安全。
5.13 由于棚梁较重,架棚梁上下移动时,施工人员要在跟班队长以上管理人员的统一指挥下,口号一致,轻抬轻放,不得随便扭举和放手,抬放时所有人员在支架的一侧进行。上棚梁卡缆时,应先用8#或12#铁丝将卡缆绑扎在顶板或棚梁上,以防突然掉落砸人。
关键词:千米深井 煤巷 修护
1 工程概况
口孜东矿是国投新集第一对千米深井,该矿中央(13-1)采区回风上山为跟13-1煤层顶板掘进,巷道掘进期间采用锚网索喷支护,后期进行套36U型钢棚加强支护,但由于煤巷压力大,巷道变形严重,需进行修护,并要在施工过程中保证工程质量,以保证生产需要。
2 施工方法
先对巷道进行卧底,然后进行刷扩。局部顶板受压严重出现U型棚变形、断裂或顶板下沉严重段进行挑顶。刷扩时,采用风镐由顶到帮刷至设计尺寸。顶板较好时,每次刷扩长度不得超过两排,逐排进行锚网索支护。顶板不好时,每次刷扩长度达到一个锚杆排距及时进行锚网支护,刷扩10m后拆棚,最后套架36U型棚。
3 巷道支护形式
3.1 锚网索支护形式
3.1.1 锚网索支护拱基分中净宽2955mm,底脚分中净宽3184mm,净高4478mm,其中拱基线以上2978mm,拱基线以下1.5m。
3.1.2 锚杆选用Ф22×2500mm的高强锚杆,施工锚杆时,锚固剂每孔使用3卷(Ф27mm钻头时用Z2350型,Ф32mm钻头时用Z2850型),锚杆间排距700×700mm,允许偏差±100mm。锚杆外露长度10~50mm。
3.1.3 锚杆托盘要密贴岩面,螺母扭矩岩巷不小于400N·m,煤巷不小于300N·m,要用风动扳手加压到设计扭距,锚杆抗拔力不小于80kN/根。锚杆角度:垂直巷壁,允许偏差≤15°。
3.1.4 锚网:采用Φ6mm钢筋焊制,长×宽=1.6×0.9m,网孔规格为100mm×100mm,搭接长度100mm。
3.1.5 锚索采用Ф21.8mm钢绞线加工,长度为6.3m。每个锚索使用4根Z2850型锚固剂,锚索外露200~300mm,预紧力不小于160kN。锚索间排距以现场情况而定,但不得超过1.5×1.4m。
3.2 套棚支护形式
3.2.1 套棚断面形状为斜墙圆弧拱形断面,圆弧拱中心角166°,棚腿外扎角83°,套棚断面拱基净宽×净高=5100×4070mm,墙高=1.5m。
3.2.2 棚腿柱窝深度不小于250mm,且必须下在实底,围岩松软破碎时要穿石鞋。
3.2.3 棚距650mm,允许误差±50mm;U型棚搭接长度为700mm,允许误差±30mm;搭接处采用3道卡缆,两卡缆间距250mm,允许误差±20mm;支架水平允许误差不大于40mm,支架扭距允许误差不大于80mm,棚腿要求明暗一致。
3.2.4 卡缆螺栓直径为30mm,长度为160mm,卡缆螺母外露不小于10mm,不大于50mm。螺丝紧固有效,必须使用加长扭矩扳手紧固,扭矩力不小于300N·m。
3.2.5 金属网片过顶要排列整齐并用双股12#铁丝纵向绑扎2道,间距300mm。空帮、空顶处必须用矸石或水泥背板等不燃性材料填实,腰帮背顶时由两帮向正顶进行,水泥背板成“#”字型布置。
3.2.6 金属笆片规格为750×650mm、Ф12×Ф6mm;水泥背板规格为800×120×50mm。
3.2.7 架棚支护顶、帮应严实有劲,棚间构件应齐全有效,直线布置,位置准确。
3.2.8 严禁空顶空帮,不得架设等劲棚,棚梁、腿结合要严密,不张口、喝风、亮牙。
3.2.9 斜巷施工时,按每6-8°向上1°迎山角施工。
3.2.10 前探梁采用4.5m的30kg/m轨道。每根前探梁生根点不少于3个,均匀分布,并不得生根于迎头第一棚。
4 施工工艺
4.1 刷扩施工工艺
4.1.1 施工前先对施工地点进行检查,敲帮问顶找尽危岩确认安全后,方可进入施工现场。
4.1.2 刷扩作业前,必须先将作业地点棚梁用三道锚索吊梁锁固后方可刷扩。刷扩作业时,先对巷道一帮刷扩并及时进行“锚网索+H型钢带”支护后,再对巷道另一帮进行刷扩作业。
4.1.3 刷扩完成后,拆除棚腿,当棚腿变形不大时,可以将旧棚腿蹬至棚梁后部用卡缆固定。
4.1.4 临时支护采用带帽点柱,最大控顶距不超过0.8m。
4.1.5 锚索吊梁施工:锚索吊梁打在梁中及中线两侧1.4m处,其中第一根和最后一根吊梁必须搭接到棚腿齐全的棚梁上,相邻两根吊梁间的搭接长度不得小于2个棚距。
4.1.6 锚杆眼施工:帮部锚杆眼采用MQS-35/1.6风煤钻配合麻花钻杆施工,钻杆长2.6m,钻头为Φ30.5mm麻花钻头,顶部打眼采用锚杆机配合Ф32mm钻头。锚杆打眼深度为2450mm,允许误差0~+50mm,钻眼方向与巷道轮廓尽量垂直,夹角不小于75°。
4.2 套棚施工
4.2.1 拆除U型棚施工:首先在需拆除U型棚的下方搭设脚手架,去除拉条,然后拆除U型棚后面的钢筋笆片及背板,将棚腿固定后再卸卡缆螺丝;先去除U型棚梁,再拆除棚腿,将拆除的U型棚摆放在固定位置,统一码放。拆除U型棚后及时刷扩至设计尺寸,进行锚网索支护,一次最多只能拆两棚即必须进行锚网支护。一次性最多施工不得超过20m即必须重新进行套棚施工。
4.2.2 采用先架棚梁后架棚腿逐棚施工的方法套棚。套棚作业前4棚无法使用前探梁时,棚梁采用专用锚杆进行固定(两组锚杆布置为分中800mm),锚杆上加U型卡将棚梁锁紧,U型卡必须上满扣且紧贴棚梁,确保棚梁固定牢固后再架设棚腿。
4.2.3 套棚时使用2根前探梁,对称布置在两侧肩窝,使用挂钩吊挂在已架好的U型棚上,先上顶梁,使用拉条进行固定。等顶梁固定好后再架设棚腿,每上一梁就用拉条与前一棚连接好,最多一次允许架二个棚梁。
4.2.4 采用金属网片过顶,网片间每隔300mm用双股12#铁丝绑扎,空帮、空顶处必须用矸石或水泥背板等不燃性材料填实,腰帮时由两帮向正顶进行。
4.2.5 需刷扩时,应先进行敲帮问顶,每次刷扩长度不得超过0.7m,刷够一排支护一排。
4.2.6 当锚索被刷掉后,先补打锚索再套棚,补打数量视现场情况而定,间排距不小于设计。
5 安全技术措施
5.1 加强顶板管理,严禁空顶作业,临时支护要紧跟刷扩段。每次进入工作面前,班长或跟班队长必须对工作面顶帮安全情况进行一次全面检查,确认无安全隐患方可入内。
5.2 施工过程中必须坚持执行经常性的敲帮问顶制度,及时排除隐患,确认安全后方可施工。
5.3 刷扩作业根据现场情况可分2个茬施工,但茬间距不小于20m。每茬下方必须设置高500mm的挡煤板防止煤滚落伤人。
5.4 临时支護采用戴帽点柱,点柱采用φ200mm以上的圆木或DWB-30/100轻型液压单体支柱,柱帽采用规格为1400×180×180mm。采用液压单体柱做临时支护时,液压点柱及柱帽必须采用8#铁丝生根在顶板锚杆或其它牢固地点,以防止歪倒伤人,单体使用前必须做漏液检查。液压单体在使用过程中必须经常观察点柱的受力情况,发现点柱不吃力或泄压时必须及时补压。
5.5 每刷扩够一个排距,及时进行锚网支护一排。
5.6 刷扩时必须使用旧皮带或旧风筒布保护好风筒、风水管路、电缆及小线,刷扩后及时将电缆、小线吊挂牢固。
5.7 拐角处用H钢带横向包扎加强支护。
5.8 挑顶时,除平台上挑顶施工人员外,5m范围内严禁有其他人员。
5.9 挑顶施工与刷帮施工不能同时进行。刷扩人员应站在有效支护区域对需刷扩的地方进行刷扩。刷帮挑顶后的浮货要及时清理。
5.10 回棚本着“先支后回”的原则,对回棚顶板及帮部进行锚网支护后才能进行回除工作。
5.11 套棚施工中,棚腿要立准立牢。支架各部件连接卡子要按规定上螺栓,并上够力,不得缺垫板、垫圈。
5.12 架设U型棚时,在一架未完工之前,不得中止工作,每次工作结束前,必须接顶、腰帮,确保工作地点的安全。
5.13 由于棚梁较重,架棚梁上下移动时,施工人员要在跟班队长以上管理人员的统一指挥下,口号一致,轻抬轻放,不得随便扭举和放手,抬放时所有人员在支架的一侧进行。上棚梁卡缆时,应先用8#或12#铁丝将卡缆绑扎在顶板或棚梁上,以防突然掉落砸人。