大斷面硐室交岔點錨網(wǎng)梁支護施工技術(shù)

韓新明

為了保證安全,先在4號交岔點進行錨網(wǎng)噴支護施工,根據(jù)取得的經(jīng)驗,進一步進行了完善,并在皮帶機頭硐室及5號、6號、7號、8號、9號交岔點推廣應(yīng)用,實踐證明,采用大斷面錨網(wǎng)噴支護效果理想,值得推廣。下面以4號交岔點對錨網(wǎng)噴技術(shù)加以說明。

1 工程概況

4號交岔點位于西區(qū)材料下山上部車場內(nèi),通向西區(qū)皮帶下山皮帶機頭,全長13.9 m,巷道凈寬4.5 m～7.2 m,凈高3.75 m～5.1 m。

2 支護作用機理

圍巖坡度18°左右,屬于穿層施工,放炮后往往會產(chǎn)生離層,不易光爆成型,因此光爆后立即初噴,一方面可及時封閉圍巖,另一方面噴漿可充填層間裂隙,以增加其粘結(jié)強度。錨桿將各巖層連接組合成組合梁結(jié)構(gòu),共同承受彎曲變形,可大大增強層狀圍巖的抗彎強度。由于所處巖層的強度均較低,應(yīng)在噴層的外表加一層用錨桿壓接的整體密網(wǎng),采取“噴、錨網(wǎng)”聯(lián)合支護。錨桿的長度和密度應(yīng)考慮能將幾層巖石連接成組合梁結(jié)構(gòu),盡量將強度低與強度高的巖層錨在一起。考慮到所施工巷道服務(wù)時間長,加打錨索,其長度根據(jù)上部圍巖情況而定。要錨入堅固圍巖300 mm以上,下部圍巖通過錨索由上部堅硬圍巖牽引,大大降低巷道的跨度。

3 支護形式

采用雙層錨網(wǎng)噴支護,噴厚 250 mm(初次 150 mm,二次100 mm),φ 20×2 000左旋高強錨桿全錨,錨桿間排距 800 mm。另外,每3 m布置一組錨索,從拱部距底2 m處開始按2 m間距布置,錨索長度8 m。

4 施工方法

4號交岔點穿過中等穩(wěn)定巖層,由于巷道斷面較大,為了使頂板一次暴露面積不致過大和施工便利,采用上下臺階施工,上下臺階距離5 m。先將巷道上部掘出,并將其頂部先行錨噴,若巖石條件差時,余下周邊噴上一層厚30 mm～50 mm的混凝土或砂漿,然后再進行起底施工巷道下部,隨即進行錨噴。

4.1 施工工藝

掘進班：上臺階：交接班→敲幫問頂→畫輪廓線定眼位→打眼→(瓦檢)裝藥、連線→(瓦檢)放炮、通風(fēng)(瓦檢)→敲幫問頂→臨時支護→出渣→錨網(wǎng)梁支護→打錨索。下臺階：定眼位→鉆眼→爆破→出渣→施工幫部錨桿。

噴漿班：交接班→拌料→噴射混凝土→清理。

4.2 臨時支護

臨時支護形式為吊環(huán)前探梁支護,吊環(huán)采用直徑18 mm的圓鋼焊制,數(shù)量4個,吊環(huán)上螺母與基本支護的錨桿螺母相同,前探梁采用3寸鋼管制作,長度為3.5 m,數(shù)量2根,間距1.6 m。

4.3 柱墩及岔口

柱墩是交岔點受力最大的地方,柱墩及岔口的施工是整個工程的關(guān)鍵,因此必須盡力保證該處圍巖的完整和穩(wěn)定,抓好施工質(zhì)量。當(dāng)交岔點掘進到柱墩處時,先留一層厚300 mm～400 mm的光爆層,待其他部分掘噴錨后,再用打淺眼放小炮(眼距 150 mm)的方法刷出柱墩。為了保證柱墩承載能力,避免以后受動壓后破壞,采用澆灌混凝土進行支護。

5 注意事項

1)繪制施工大樣圖,地測組及時標(biāo)定中腰線,施工由外向內(nèi)按設(shè)計寬度、高度進行。2)要求光面爆破,保證巷道成型,盡量減少巷道超挖量,以免造成巷道應(yīng)力集中。a.眼痕率：不小于50%。b.巷道超、欠挖尺寸在±150 mm以內(nèi)。c.巷道周邊圍巖成型符合設(shè)計輪廓,巖面不應(yīng)有明顯的爆震裂隙。3)在交岔點施工中首先應(yīng)確定好開口位置,在開口兩側(cè)5 m范圍。先對兩幫進行支護,保證巷道圍巖的穩(wěn)定,并對頂部加打錨索,間排距以不大于跨度的1/3為宜。巷道開口后,及時對三角帶進行支護,以防三角點擴大。4)如頂板破碎時,放炮后立即向圍巖表面薄噴一層3 mm～5 mm的混凝土,混凝土材料配比為：水泥∶石子∶砂子=1∶1∶1,混凝土強度不低于C25,然后鋪網(wǎng)移前探梁。5)二次復(fù)噴的時間根據(jù)圍巖情況而定,一般在全部完工后及時進行,如果頂板不好應(yīng)在一次噴射后5 d內(nèi)完成。6)上下接槎處網(wǎng)的搭接預(yù)先留下不噴,避免造成接槎處兩張皮。7)混凝土的養(yǎng)護,每2 h～3 h噴水一次,時間不得少于28 d。

表1 材料消耗對比表(總進尺)

6 材料要求

1)水泥：應(yīng)選用425號標(biāo)號以上的硅酸鹽水泥。2)材料配比：水∶水泥∶砂子∶石子=0.45∶1∶2∶2,混凝土標(biāo)號不得低于C25。3)人工拌料不得少于3次,并做到隨拌隨用。

7 經(jīng)濟效益

從表1中可知,4號交岔點采用錨網(wǎng)噴比砌碹材料費少0.83萬元,如果加上人工費可以節(jié)約更多。龐龐塔礦共施工5個交岔點和1個硐室,可以節(jié)約材料費5萬元以上。

4號交岔點施工5個月后監(jiān)測,工程質(zhì)量完全合格,其他交岔點和1個硐室施工后也創(chuàng)優(yōu)良工程。

錨網(wǎng)噴巷道能及時封閉圍巖,減少巖石暴露時間,因此在交岔點等大跨度巷道采用錨網(wǎng)噴支護,再加打錨索作為輔助支護有很好的推廣價值。

8 問題與建議

1)交岔點處一般跨度大,因此循環(huán)進度不宜過大,以1 m左右為宜。2)錨索要緊跟迎頭,避免頂板離層。3)錨桿的錨固力一定要達(dá)設(shè)計要求,放炮前后要對錨桿及時緊固。

[1] 顧文卿.煤礦礦井支護新技術(shù)與支護設(shè)計計算及支護產(chǎn)品選型設(shè)計、維護實用手冊[M].北京：中國煤炭工業(yè)出版社,2007：7.

[2] 張榮立,何國緯,李 鐸.采礦工程設(shè)計手冊[M].北京：煤炭工業(yè)出版社,2006：3.