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[摘 要]软岩具有风化潮解硬度降低、高膨胀、矿压显现明显等特点,锚网喷浇注支护技术能够适宜软岩特点,初期有一定的柔性,缓解围岩高膨胀的压力,围岩高膨胀期后,锚网喷浇注支护钢性增强,支撑力加大,对围岩支护作用增强,支撑力与围岩压力达到平衡,减少巷道破坏,降低返修费用,提高企业经济效益。
[关键词]软岩巷道 锚网喷浇注支护 提高效益
中图分类号:TD353 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)12-0062-01
第一部分 课题立项背景
东部复杂区12采下部轨道下山底车场位于煤1底板黑页岩中,巷道标高-340m,原支护形式是:锚网喷套碹,由于矿压显现明显,巷道变形、破碎严重。12采下部底车场以里的巷道无法掘进,我们提出了对原巷道返修,地坪以上采用锚网喷浇注,地坪下砌料石返底拱支护技术。
第二部分 施工方案的确定及应用
一、东部复杂区地质资料
煤层结构及其它参数:东部复杂区12采下部轨道下山及其周围煤层较稳定,煤层厚度1.85~2.09m,平均2.0m,为三层式结构,其中大煤1.18m,油页岩0.28m,小煤0.54m;变异系数为2%,煤层硬度1.9。
煤层顶底板特性:煤层直接顶板为灰黑色页岩,厚度为4.50m,该岩层岩性软弱,易破碎冒落;直接底板为次油页岩,厚度为1.65m,岩性软弱,易膨胀底鼓。
地质构造:12采下部轨道下山底车场施工区域内地质条件较为简单,该范围内北部有WF8∠60?H:0-12m断层,南部有F10∠60?H:9-21m断层,受到这两条断层及其附生断层影响,预计顶板压力较大,矿压显现明显,需要适当增加支护强度。
二、以往巷道支护形式研究
12采下部轨道下山施工断面D3.2m,料石圆碹,在-280m标高以上我们采取碹体起拱线以上放大荒断面、壁后充填混凝土的措施,荒断面放大后料石与围岩至少留有200mm的间隙,然后再在龙门左右各5行料石充填100mm的混凝土;随着轨道下山掘进标高的加深,逐渐增加到碹体壁后地坪以上充填100mm的混凝土;从目前已施工段的巷道状态来看,壁后充填段巷道碹帽、龙门有下沉、变平现象,巷道龙门处有裂缝,碹体中部破碎、掉石片,底鼓,说明料石圆碹支护效果不佳,满足不了安全生产的需要。
鉴于以上原因,我们决定标高在-280m以下的巷道壁后施工锚杆,在每碹壁后顶部施工2排锚杆,每排3支。
12采下部轨道下山掘进标高达到-300m以下后,逐渐增加壁后锚杆的数量,达到每碹12支锚杆。
从已施工段的巷道状态来看,巷道碹帽、龙门局部有下沉,变平现象,巷道龙门处局部有细微裂缝,但不影响安全生产,说明砌碹复合加强支护有效果。
通过以上情况,我们认识到以下几点:
1、施工过程中打设锚杆,对于降低膨胀岩层的内挤起了至关重要的作用,它将该段岩层紧密的结合在一起,上部膨胀慢的岩层通过锚杆拉紧靠近碹体膨胀快的岩层,延缓和降低了膨胀速度和膨胀范围,极大的减少了围岩膨胀对碹体的挤压力。
2、放大荒断面和充填炉渣、混凝土,给砌碹水泥凝固、碹体整体稳固赢得时间,巷道抗挤压力增强,给岩层膨胀预留了空间,缓冲了岩层膨胀力,使碹体受力相对均匀。
3、施工中区队领导重视,现场安排专人跟班检查施工措施的落实情况,并且技术员每天都到现场,严格拉尺上线,检查荒断面的大小和锚杆打设情况,壁后充填质量是否达到设计要求,保证了施工措施在现场得到很好的落实,提高了施工质量。
根据以上认识,结合12采下部轨道下山底车场地质资料,在12采下部轨道下山底车场返修中,我们采取了锚网喷浇注支护技术。
三、锚网喷浇注支护技术的应用
12采下部轨道下山底车场锚网喷浇注支护断面有D3.8m、D3.2m、D2.8m等,我们以一次支护D4.7m锚网喷,二次支护D3.8m浇注为例,说明锚网喷浇注支护技术的应用。
(一)支护形式及工艺
12采下部轨道下山底车场原支护为锚网喷套碹,返修期间,地坪以上破除原巷道料石碹,扩刷巷道斷面至D4.7m,一次支护:支设锚杆、挂网、喷浆,地坪下施工D3.8m料石反底拱,铺底前铺100mm厚混凝土。二次支护:配模浇注。支木碹骨配模板,浇注混凝土厚度450mm,一次支设木碹骨6支,浇注混凝土长度7.5m;模板内表面铺塑料纸保浆,两帮对称均匀浇注,每浇注300mm高,用振动棒均匀震动、捣实一次,直至地坪上全部浇注完。
(二)循环进尺及施工方法
1、循环进尺:锚网喷时循环进尺1.6m,浇灌时,一次浇灌7.5m,在顶板破碎时可缩小循环进尺,当班打设锚杆当班喷浆,同时缩小浇灌长度。
3、施工方法:采用MZ-12型煤电钻打眼,毫秒延期电雷管引爆及煤矿许用乳化炸药爆破,耙装机出矸,小绞车运输。
(三)返底拱
锚网喷超前施工8m后停止,进行地坪下D3.8m料石砌筑返底拱施工。
(四)浇注方面
1、浇注前,要先清除锚喷段喷体破碎部分,需要补打锚杆的,重新进行补打锚杆。
2、浇注前,按设计要求将木碹骨准确地定位。移动碹骨时,前后要顺序移动,当班班长指挥协调。碹骨支设好后,要用碹骨拉杆将碹骨前后连接(碹骨拉杆采用φ18mm全螺纹锚杆制成),同时,在地坪处,用木骨撑将碹骨和道轨连在一起(木骨撑采用大背板制成),在高出轨道上平面1.6m处安设一铁骨撑,将碹骨固定。
3、浇注时,循环进尺7.5m,按由外向里的顺序进行,拌料时,将灌注料干拌至少两次,搅拌至灰色均匀,然后加适量水搅拌均匀。上料灌注时,采取两帮对称均匀灌注,碹板要顺应巷道坡度,对缝严密、平整。灌注过程中,每灌注300mm后用振动棒振捣一次,要做到布点均匀,快插慢拔,震至反浆,并保证振动棒不触及初凝的混泥土、碹板、碹骨,使灌注体与周边巷壁密接,使灌注体本身密实均匀。当灌注到最外口时,要将外口留一斜坡,用大板配合沙包封堵(大板长1.0m),防止混凝土外流。浇灌下个循环时,要将接茬处封堵物料清理干净,并浇灌密实。
4、在灌注完毕4天后方可拆撤碹骨,回收碹板。撤除碹骨碹板后,对灌注表面麻点、漏浆凸起处及时处理。对灌注体表面进行洒水养护,头7天每班养护一次,后20天每天养护一次。
5、浇注各门口时要将门口两侧夹角荒断面放大,增加浇灌厚度,由450mm增加到500mm,同时在浇灌体内敷设废旧锚杆、道轨等,一直敷设到龙门上,浇灌成一体。
(五)锚网喷浇注支护技术效果及应用
12采下部轨道下山底车场采用该支护技术返修,施工完后,近半年时间测压组通过设点观测数据,巷道直观检查,未发现巷道有异常变化,支护强度适宜软岩特性,经济效益十分明显。我们随之推广应用了该技术。
六采下部集材三岔口、12采下部集材集运2#贯眼三岔口施工时,考虑到施工断面大,巷道标高深,达到-379.57,矿压显现明显,直接采用了锚网喷浇注支护,通过直观和矿压观测,支护状态良好。
在研究与应用锚网喷浇注支护技术过程中,我们不断的进行补充、完善。如在12采下部集材集运2#贯眼三岔口施工时,浇注过程中加入钢筋或钢筋网,起到增加浇注体强度和韧性的目的,吻合了深部软岩的特性。
第三部分 结论
东部复杂区12采下部轨道下山底车场采用锚网喷浇注带反底拱支护技术返修,经过长期观测、推广应用,该技术支护效果十分明显,满足安全生产需要,大大减少巷道返修费用,提高企业经济效益,适应软岩特性。具有推广应用价值。
参考文献:
[1]《煤矿安全规程》
[关键词]软岩巷道 锚网喷浇注支护 提高效益
中图分类号:TD353 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)12-0062-01
第一部分 课题立项背景
东部复杂区12采下部轨道下山底车场位于煤1底板黑页岩中,巷道标高-340m,原支护形式是:锚网喷套碹,由于矿压显现明显,巷道变形、破碎严重。12采下部底车场以里的巷道无法掘进,我们提出了对原巷道返修,地坪以上采用锚网喷浇注,地坪下砌料石返底拱支护技术。
第二部分 施工方案的确定及应用
一、东部复杂区地质资料
煤层结构及其它参数:东部复杂区12采下部轨道下山及其周围煤层较稳定,煤层厚度1.85~2.09m,平均2.0m,为三层式结构,其中大煤1.18m,油页岩0.28m,小煤0.54m;变异系数为2%,煤层硬度1.9。
煤层顶底板特性:煤层直接顶板为灰黑色页岩,厚度为4.50m,该岩层岩性软弱,易破碎冒落;直接底板为次油页岩,厚度为1.65m,岩性软弱,易膨胀底鼓。
地质构造:12采下部轨道下山底车场施工区域内地质条件较为简单,该范围内北部有WF8∠60?H:0-12m断层,南部有F10∠60?H:9-21m断层,受到这两条断层及其附生断层影响,预计顶板压力较大,矿压显现明显,需要适当增加支护强度。
二、以往巷道支护形式研究
12采下部轨道下山施工断面D3.2m,料石圆碹,在-280m标高以上我们采取碹体起拱线以上放大荒断面、壁后充填混凝土的措施,荒断面放大后料石与围岩至少留有200mm的间隙,然后再在龙门左右各5行料石充填100mm的混凝土;随着轨道下山掘进标高的加深,逐渐增加到碹体壁后地坪以上充填100mm的混凝土;从目前已施工段的巷道状态来看,壁后充填段巷道碹帽、龙门有下沉、变平现象,巷道龙门处有裂缝,碹体中部破碎、掉石片,底鼓,说明料石圆碹支护效果不佳,满足不了安全生产的需要。
鉴于以上原因,我们决定标高在-280m以下的巷道壁后施工锚杆,在每碹壁后顶部施工2排锚杆,每排3支。
12采下部轨道下山掘进标高达到-300m以下后,逐渐增加壁后锚杆的数量,达到每碹12支锚杆。
从已施工段的巷道状态来看,巷道碹帽、龙门局部有下沉,变平现象,巷道龙门处局部有细微裂缝,但不影响安全生产,说明砌碹复合加强支护有效果。
通过以上情况,我们认识到以下几点:
1、施工过程中打设锚杆,对于降低膨胀岩层的内挤起了至关重要的作用,它将该段岩层紧密的结合在一起,上部膨胀慢的岩层通过锚杆拉紧靠近碹体膨胀快的岩层,延缓和降低了膨胀速度和膨胀范围,极大的减少了围岩膨胀对碹体的挤压力。
2、放大荒断面和充填炉渣、混凝土,给砌碹水泥凝固、碹体整体稳固赢得时间,巷道抗挤压力增强,给岩层膨胀预留了空间,缓冲了岩层膨胀力,使碹体受力相对均匀。
3、施工中区队领导重视,现场安排专人跟班检查施工措施的落实情况,并且技术员每天都到现场,严格拉尺上线,检查荒断面的大小和锚杆打设情况,壁后充填质量是否达到设计要求,保证了施工措施在现场得到很好的落实,提高了施工质量。
根据以上认识,结合12采下部轨道下山底车场地质资料,在12采下部轨道下山底车场返修中,我们采取了锚网喷浇注支护技术。
三、锚网喷浇注支护技术的应用
12采下部轨道下山底车场锚网喷浇注支护断面有D3.8m、D3.2m、D2.8m等,我们以一次支护D4.7m锚网喷,二次支护D3.8m浇注为例,说明锚网喷浇注支护技术的应用。
(一)支护形式及工艺
12采下部轨道下山底车场原支护为锚网喷套碹,返修期间,地坪以上破除原巷道料石碹,扩刷巷道斷面至D4.7m,一次支护:支设锚杆、挂网、喷浆,地坪下施工D3.8m料石反底拱,铺底前铺100mm厚混凝土。二次支护:配模浇注。支木碹骨配模板,浇注混凝土厚度450mm,一次支设木碹骨6支,浇注混凝土长度7.5m;模板内表面铺塑料纸保浆,两帮对称均匀浇注,每浇注300mm高,用振动棒均匀震动、捣实一次,直至地坪上全部浇注完。
(二)循环进尺及施工方法
1、循环进尺:锚网喷时循环进尺1.6m,浇灌时,一次浇灌7.5m,在顶板破碎时可缩小循环进尺,当班打设锚杆当班喷浆,同时缩小浇灌长度。
3、施工方法:采用MZ-12型煤电钻打眼,毫秒延期电雷管引爆及煤矿许用乳化炸药爆破,耙装机出矸,小绞车运输。
(三)返底拱
锚网喷超前施工8m后停止,进行地坪下D3.8m料石砌筑返底拱施工。
(四)浇注方面
1、浇注前,要先清除锚喷段喷体破碎部分,需要补打锚杆的,重新进行补打锚杆。
2、浇注前,按设计要求将木碹骨准确地定位。移动碹骨时,前后要顺序移动,当班班长指挥协调。碹骨支设好后,要用碹骨拉杆将碹骨前后连接(碹骨拉杆采用φ18mm全螺纹锚杆制成),同时,在地坪处,用木骨撑将碹骨和道轨连在一起(木骨撑采用大背板制成),在高出轨道上平面1.6m处安设一铁骨撑,将碹骨固定。
3、浇注时,循环进尺7.5m,按由外向里的顺序进行,拌料时,将灌注料干拌至少两次,搅拌至灰色均匀,然后加适量水搅拌均匀。上料灌注时,采取两帮对称均匀灌注,碹板要顺应巷道坡度,对缝严密、平整。灌注过程中,每灌注300mm后用振动棒振捣一次,要做到布点均匀,快插慢拔,震至反浆,并保证振动棒不触及初凝的混泥土、碹板、碹骨,使灌注体与周边巷壁密接,使灌注体本身密实均匀。当灌注到最外口时,要将外口留一斜坡,用大板配合沙包封堵(大板长1.0m),防止混凝土外流。浇灌下个循环时,要将接茬处封堵物料清理干净,并浇灌密实。
4、在灌注完毕4天后方可拆撤碹骨,回收碹板。撤除碹骨碹板后,对灌注表面麻点、漏浆凸起处及时处理。对灌注体表面进行洒水养护,头7天每班养护一次,后20天每天养护一次。
5、浇注各门口时要将门口两侧夹角荒断面放大,增加浇灌厚度,由450mm增加到500mm,同时在浇灌体内敷设废旧锚杆、道轨等,一直敷设到龙门上,浇灌成一体。
(五)锚网喷浇注支护技术效果及应用
12采下部轨道下山底车场采用该支护技术返修,施工完后,近半年时间测压组通过设点观测数据,巷道直观检查,未发现巷道有异常变化,支护强度适宜软岩特性,经济效益十分明显。我们随之推广应用了该技术。
六采下部集材三岔口、12采下部集材集运2#贯眼三岔口施工时,考虑到施工断面大,巷道标高深,达到-379.57,矿压显现明显,直接采用了锚网喷浇注支护,通过直观和矿压观测,支护状态良好。
在研究与应用锚网喷浇注支护技术过程中,我们不断的进行补充、完善。如在12采下部集材集运2#贯眼三岔口施工时,浇注过程中加入钢筋或钢筋网,起到增加浇注体强度和韧性的目的,吻合了深部软岩的特性。
第三部分 结论
东部复杂区12采下部轨道下山底车场采用锚网喷浇注带反底拱支护技术返修,经过长期观测、推广应用,该技术支护效果十分明显,满足安全生产需要,大大减少巷道返修费用,提高企业经济效益,适应软岩特性。具有推广应用价值。
参考文献:
[1]《煤矿安全规程》