特厚煤層綜放開采巷道支護(hù)技術(shù)

特厚煤層綜放開采巷道支護(hù)技術(shù)

1-400b4底板大巷支護(hù)情況淮南礦業(yè)集團(tuán)謝一礦是斜井石門的開采方式。道路安排密集，開采強(qiáng)度高，道路維護(hù)周期長。-660mB4底板大巷水平標(biāo)高-656m,位于B4煤層底板巖石中,與B4煤層底板垂距20m。巷道頂板為灰色中砂巖,底板為灰色細(xì)沙巖。-660mB4底板大巷為謝一礦主要水平運(yùn)輸巷道,巷道原支護(hù)為邁步“U”型棚支護(hù)外加噴漿。在無采掘動(dòng)壓影響下,這種支護(hù)能夠起到有效作用,但是在采掘動(dòng)壓下,特別是在其上覆B9b煤層強(qiáng)采動(dòng)壓下,此種支護(hù)形式顯得薄弱不堪,造成巷道噴漿脫離掉落,“U”型棚扭曲變形,巷道斷面大幅縮小,嚴(yán)重影響礦井水平運(yùn)輸和行人安全。對深部大斷面交叉點(diǎn)巷道,以前主要采用單一邁步“U”型棚支護(hù)或砌碹支護(hù),支護(hù)效果差,有時(shí)剛維修結(jié)束巷道就來壓變形損壞;同時(shí)維修時(shí)交叉點(diǎn)“牛鼻子”易片幫造成頂板事故,安全威脅大。為了延長巷道維修周期,保證巷道維修安全作業(yè),我們對深部大斷面交叉點(diǎn)巷道采取邁步“U”型棚、錨桿、砌碹、噴、注漿、錨索等綜合支護(hù)技術(shù),取得了良好的支護(hù)效果。2維修和加固方案2.1慢行鋼加工用“u”型棚支護(hù)邁步“U”型棚支護(hù)技術(shù)就是對井下采用“U”型棚支護(hù)施工斷面變化的巷道,按照具體變化的寬度和高度,以0.5m為基本單位,每0.5m棚子規(guī)格加寬0.15～0.2m,加高0.05～0.07m的一種“U”型棚支護(hù)方式。該交叉點(diǎn)全長10m,先采用U29型鋼材加工制造的邁步“U”型棚進(jìn)行支護(hù)。最小斷面為凈寬4.8m×凈高3.5m,最大斷面為凈寬8.8m×凈高5.1m,棚距0.5m,采用Φ8mm×1.0m×0.5m鋼筋笆腰幫過頂,凈寬按每0.5m增加0.2m控制,凈高按每0.5m增加0.06m。邁步“U”型棚要求垂直頂板架設(shè),棚梁和棚腿搭接400mm,柱窩200mm,棚與棚之間三道拉桿連接,“U”型棚卡扭矩不小于20kN·m。對該交叉點(diǎn)以南-660mB4底板大巷及以西-660m進(jìn)風(fēng)井車場則各采用2.0m“U”型棚進(jìn)行支護(hù),做為下一步交叉點(diǎn)“牛鼻子”砌碹生根支護(hù)。為了保證施工生根支護(hù)時(shí)的安全,先對交叉點(diǎn)“牛鼻子”進(jìn)行錨桿護(hù)頂支護(hù),采用Φ22mm×2.2m螺紋鋼錨桿和Φ8mm×1.0m×0.5m鋼筋笆作為支護(hù)材料,錨桿間排距均為0.7m,錨固力不低于100kN。2.2砌“燒山”通過“U”型棚支護(hù)將該交叉點(diǎn)支護(hù)后,錨桿護(hù)頂支護(hù)只能將交叉點(diǎn)“牛鼻子”臨時(shí)維護(hù)住,其抵抗不了動(dòng)壓再次顯現(xiàn),必須進(jìn)行砌碹“燒山”,即用瓦石對交叉點(diǎn)“牛鼻子”砌墻。砌碹采用300mm×300mm×150mm瓦石,425#水泥勾縫,碹后充填嚴(yán)實(shí)。砌碹嚴(yán)格按照從下至上的施工順序進(jìn)行,每次挖高不得超過0.5m。2.3噴漿混凝土材料使用邁步“U”型棚和砌碹支護(hù)后,因-660mB4底板大巷在進(jìn)風(fēng)井車場處巷道交叉點(diǎn)屬應(yīng)力集中區(qū)域,經(jīng)常性顯現(xiàn)動(dòng)壓,用儀器測得其松動(dòng)圈在2.0m以上,所以必須進(jìn)行噴、注漿加固支護(hù),穩(wěn)定周圍巖石,否則該巷道不久又要進(jìn)行返修。噴漿(混凝土)材料重量比為水泥∶黃沙∶瓜子片=1∶2∶2,噴厚0.1m。噴射前,必須灑水沖洗巖幫;噴射工作結(jié)束后,噴層每天均需灑水養(yǎng)護(hù),連續(xù)養(yǎng)護(hù)時(shí)間不得少于7d。注漿采取單液注漿,水泥標(biāo)號(hào)425#,水灰比0.8∶1～1∶1。注漿孔按3m×3m間排距布置,深、淺孔注漿管與巷道輪廓線夾角≥75°。注漿管采用約Φ20mm鋼管制作,深孔注漿管長1500mm,淺孔注漿管長300mm,安設(shè)時(shí),其外露長度為100mm。注漿按照先淺孔后深孔的順序進(jìn)行,注漿壓力≤4MPa。2.4巷道穩(wěn)定性差通過采用上述支護(hù)形式后,能基本穩(wěn)定巷道狀況,但是,該交叉點(diǎn)跨度較大,最大跨度達(dá)8.8m,巷道穩(wěn)定性差。為延長巷道維修周期,經(jīng)過充分研究,最終確定采用錨索補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)。2.4.1錨索及預(yù)緊力鉆孔Φ28mm;錨索Φ15.24mm;錨固力大于260kN;預(yù)緊力100～120kN;錨索長度7.0～9.0m;錨固長度1.8～2.0m;采用樹脂錨固劑,每孔安裝1根K2330型快速錨固劑,3根Z2355型中速錨固劑;錨索索體材料采用高強(qiáng)度低松弛鋼絞線,規(guī)格為7.0～9.0m×Φ15.24mm,極限破斷力260kN。按照錨索設(shè)計(jì)要求,錨索預(yù)緊力應(yīng)不小于屈服載荷的60%,錨索預(yù)緊力設(shè)計(jì)為100～120kN;該巷道交叉點(diǎn)頂板破壞較為嚴(yán)重,兩幫相對來講較為完整,故只在頂部布置錨索,其間距為1.0m,排距2.0m,呈三角形布置。2.4.2錨索樹脂藥卷的制備鉆孔采用組合鉆桿配Φ27mm雙翼鉆頭,用MQT-100型風(fēng)動(dòng)單體錨桿鉆機(jī)濕式打眼,鉆至設(shè)計(jì)孔深。安裝樹脂藥卷時(shí)先裝入1支K2330型快速樹脂藥卷,再裝入3根Z2355型中速樹脂藥卷,然后用錨索將樹脂藥卷推至孔底。錨索下端接專用攪拌器與MQT-110型鉆機(jī)相連,開機(jī)攪拌,先慢后快,待錨索插入孔底后,快速旋轉(zhuǎn)攪拌30～45s。停止攪拌后,等待1～2min,移開錨桿機(jī),卸下攪拌器,但不得出現(xiàn)索體下滑現(xiàn)象。錨索攪拌結(jié)束30min后,用張拉千斤頂張拉錨索,初次預(yù)緊力不大于5kN;全部錨索安裝完畢后,再將錨索預(yù)緊力張拉到不少于100kN。3錨索錨索支護(hù)的自承性通過邁步“U”型棚和砌碹支護(hù),能暫時(shí)維護(hù)巷道頂部和幫部,阻止其來壓變形。交叉點(diǎn)“牛鼻子”采用錨桿支護(hù)護(hù)頂,保證了施工安全。噴漿使交叉點(diǎn)巷道在一定程度上連接成一整體,提高了支護(hù)效果;注漿使原先達(dá)2m以上的松動(dòng)圈恢復(fù)原巖狀態(tài),從而穩(wěn)定了巖層。錨索錨固端在冒落拱上方(即松動(dòng)圈以外)的堅(jiān)硬巖層中,把不穩(wěn)定頂板表層的松動(dòng)巖塊懸吊在深部穩(wěn)定巖體上,使變形松動(dòng)的巖塊再次和穩(wěn)定巖體構(gòu)成一整體,巖體變形受到抑制,充分發(fā)揮了巖體自承能力。該大斷面巷道交叉點(diǎn)經(jīng)過采取邁步“U”型棚、錨桿、砌碹、噴、注漿、錨索等綜合支護(hù)維修后,加固效果良好,巷道頂板和兩幫變形均被控制,保證了巷道的安全使用。4巷道圍巖支護(hù)情況礦井采掘活動(dòng)會(huì)造成動(dòng)壓現(xiàn)象,不同的地質(zhì)條件動(dòng)壓顯現(xiàn)的程度差別很大。對動(dòng)壓顯現(xiàn)較為明顯的礦井來講,礦壓治理是采礦工作的難點(diǎn)和重點(diǎn)。單純的一種支護(hù)形式總有它的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn),通過采取多種支護(hù)方式聯(lián)合使用,有效地提高了支護(hù)效能,使原先單一支護(hù)后容易變形的巷道能經(jīng)得起動(dòng)壓的破壞。本次維修后的巷道經(jīng)歷了7個(gè)月使用時(shí)間后仍然基本保持完好,目前頂、底板移近量僅為15～30mm,兩幫移近量為5～10mm,而本次維修前該巷道頂、