開拓巷道錨網噴聯合支護施工工藝

王蘭鋒

(汾西礦業集團公司安監局)

開拓巷道錨網噴聯合支護施工工藝

王蘭鋒①

(汾西礦業集團公司安監局)

闡述了錨網噴聯合支護在開拓巷道中的支護特點,介紹了聯合支護施工工藝流程、安裝要點、安裝步驟,采用錨網噴聯合支護,提高了巷道支護效果,降低了支護成本,保證了礦井安全生產。

開拓巷道;錨桿;錨索;聯合支護;施工工藝;效果

錨網噴聯合支護主要是利用錨桿的懸吊作用、組合梁作用、錨桿楔固作用及擠壓加固拱作用,在汾西礦業集團公司中盛煤礦的技術改造巷道掘進中,較好地利用了錨桿的三種作用。中盛煤礦自2003年開始進行30萬t/年的礦井技術改造,開拓巷道沿7#煤頂板掘進,上覆4.0～6.0 m的k4石灰巖,底板為8. 0～9.0 m厚的灰色泥巖及砂質泥巖。采用錨網噴聯合支護技術不僅能夠顯著提高巷道支護效果、提高安全系數,而且可以節約大量的支護和維修費用,在減輕工人勞動強度的同時,能夠改善井下作業環境,為礦井的早日投產創造條件。它與傳統的棚式支護相比具有十分明顯的技術優越性,因此,被應用于眾多煤礦。但是錨網噴聯合支護存在隱蔽工程,一旦施工質量有問題,極易造成冒頂事故,因此,現場施工就成為錨網噴支護的關鍵環節。

1 頂錨桿施工工藝

1.1 頂錨桿施工工藝流程

開拓巷道斷面圖見圖1。

頂錨桿及角錨桿施工工藝流程:掘進—鑿掉傘檐活石—煤巖分運—初噴—鋪金屬網—托上鋼筋托梁—臨時支護—鉆頂板錨桿孔—清孔—錨桿帶上托盤和螺母—安裝樹脂藥卷和錨桿—用錨桿機攪拌樹脂藥卷至規定時間—停止攪拌等待1 min左右—擰緊螺母—安裝其它頂錨桿。

1.2 頂錨桿及角錨桿的安裝要點

中盛煤礦頂錨桿采用左旋無縱筋螺紋鋼錨桿,桿體直徑16 mm,長度1 600 mm。頂錨桿及角錨桿的安裝要點如下:

1)錨網噴緊跟掘進頭及時支護。

圖1 改造后巷道斷面示意圖

2)鉆孔前先進行初噴30～50 mm,以消除圍巖的集中應力。

3)鉆孔深度,根據頂錨桿的長度確定鉆孔的深度為1 600+50 mm。錨固劑使用K2335樹脂錨固劑。

4)錨桿鉆機配專用攪拌器攪拌樹脂藥卷,錨桿鉆機先慢速旋轉,嚴禁鉆機不旋轉就把錨桿直接頂入(不能攪拌好錨固劑),待錨桿全部進入錨桿孔后全速旋轉。旋轉時間控制在30 s左右時間,且中途不得停機。停止旋轉后等待1 min左右(使錨劑能夠初凝),換上安裝器擰緊螺母。

5)利用錨桿鉆機配安裝器擰緊螺母,擰緊力矩達到140 N·m,要點動錨桿鉆機擰緊螺母,以防止操用手柄傷人。

6)錨桿間排距允許偏差±100 mm。

7)噴砼后錨桿外露長度不大于50 mm。

8)由于頂部角錨桿的主要作用是防止頂板沿幫部切落,角錨桿合理的安裝角度,可以使角錨桿在水平方向上有合理的投影長度,從而有效的防止頂板沿幫部切落,此角錨安裝角度必須符合設計要求,與頂板成75°角。

9)金屬網壓茬不小于100 mm,且相鄰兩塊之間用12#鐵絲相連,連接點要均勻布置。

1.3 頂錨桿的安裝步驟

1)對圍進行初噴30～50 mm,以消除圍的集中應力。

2)掛金屬網,金屬網要有壓茬,搭接長度不小于100 mm。

3)托上鋼筋托梁,并進行臨時支護,臨時支護見圖2。

圖2 臨時支護示意圖

4)用MYT-125液壓錨桿鉆機鉆孔,鉆眼時為便于操作,應順序使用短、長鉆桿,短鉆桿長0.4 m,長鉆桿長1.6 m,先使用短鉆桿鉆眼,后換1.6 m長鉆桿。鉆孔時鉆機升起,開動錨桿鉆機進行鉆孔然后再用長鉆桿鉆夠眼深,為使準確掌握眼深,應在長鉆桿上用白油漆標出終孔位置。孔深要求為1 600+50 mm,并保證鉆孔角度。鉆頭鉆到預定深度后,下縮錨桿鉆機,同時清孔,用高壓水清除鉆孔內的泥漿。

5)樹脂錨桿安裝前,先用桿體測量孔深,并在桿體上作出孔深標志,然后用錨桿體將樹脂藥卷送至孔底。錨桿體套上托盤,帶上螺母,錨桿機與錨桿桿體連接,順時針攪拌30 s,同時將桿體勻速推至孔底。攪拌完畢后,等1 min,將桿、機分離,為防止桿體在藥卷固化前下墜,在孔口處將錨桿臨時用木楔或小石塊擠住。至少等10 min后安裝鐵托板,用力矩扳手將螺母擰緊到140 N·m,該錨桿安裝完畢。

2 幫錨桿施工工藝

2.1 幫錨桿施工工藝流程

幫錨桿施工工藝流程為:鉆孔—清孔—安裝樹脂藥卷和錨桿—等待1 min左右—(鋪網)擰緊螺母—安裝其它幫錨桿。

2.2 幫錨桿的安裝要點

中盛煤礦幫錨桿采用Q235圓鋼錨桿,桿體直徑16 mm,長度1 600 mm。

1)鉆孔深度,根據幫錨桿的長度確定鉆孔的深度1 600+50 mm。

2)用煤電鉆配專用攪拌器攪拌樹脂藥卷,要先慢后快轉,旋轉時間控制在30 s左右時間,且中途不得停機。

3)用力矩扳手給錨桿施加80 N·m的預緊力。

4)錨桿間排距不得超過設計值-100～+ 100 mm。

5)螺母距錨桿桿體尾端露出托板≤50 mm。

2.3 幫錨桿的安裝步驟

1)用ZMS-12煤電鉆,配d23麻花鉆桿和d27雙翼鉆頭,打鉆孔,孔深控制在1 600+50 mm。錨固劑使用K3537樹脂錨固劑。

2)用專用攪拌器與煤電鉆相連,開機攪拌,先慢后快,將幫錨桿全部插入鉆孔后,全速旋轉攪拌30 s,攪拌過程必須連續進行,中途不得間斷。停止攪拌等待1 min左右。

3)卸下攪拌器,用力矩扳手安裝螺母,使幫錨桿預緊力達到80 N·m。

3 復噴的施工要求

1)噴射混凝土使用425#水泥,噴厚100± 30 mm。

2)沙為純凈的河沙,石子粒直徑小于20 mm,將粒徑大于15 mm的石子控制在20%以下,石子過篩,并用水沖洗干凈,配比為水泥∶沙∶石子=1∶2∶2。

3)速凝劑型號為J85型,摻入量一般為水泥重量的2%～3.5%,噴淋水區時,可酌情加大速凝劑摻入量,速凝劑必須在噴漿機上料口均勻加入。

4)調整到合適的水灰比:0.4～0.5之間。噴射過程中應根據出料量的變化,及時調整給水量,保證水灰比準確,要使噴射的濕混凝土無干斑,無流淌,粘著力強,回彈料少。

5)噴射順序為:先墻后拱,從墻基開始自下而上進行,噴槍頭與受噴面應盡量保持垂直。噴槍頭與受噴面的垂直距離以0.8～1.0 m為宜。

6)一次噴射混凝土厚度20～30 mm,并要及時復噴,復噴間隔時間不得超過2 h,否則應用高壓水重新沖洗受噴面。

4 結 語

汾西礦業集團公司中盛煤礦自2003年以來進行了30萬t/年的礦井技改,經過不斷的實踐探索,證明錨網噴聯合支護工藝不僅保證了支護要求,提高了工程速度,而且降低了勞動強度,降低了支護成本,同時,該礦制定了《錨網噴支護巷道工程質量檢查標準及評分辦法》,有力保證了礦井的安全生產。

[1] 東兆星,吳士良.井巷工程[S].徐州:中國礦業大學出版社,2004:17-19.

[2] 中國統配煤礦總公司基建局.MT5009-94.煤礦井巷工程質量檢驗評定標準[S].北京:煤炭工業出版社,1995:21-22.

Construction Technology on Combined Support of Shotcrete-rock Bolt-wire Mesh in Development Roadway

Wang Lan-feng

Elaborates the support characteristics of combined support of shotcrete-rock bolt-wire mesh in developing roadway,introduces the process,the installation main point,the installation steps of combined support construction technology,by using the combined support,enhances the tunnel support effect of the roadway,reduces the support cost,ensure safety production in the mine.

Development roadway;Bolt;Anchor cable;Construction technology of combined support; Effect

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1672-0652(2010)04-0020-03

2010-02-28

王蘭鋒 男 1968年出生 2008年畢業于太原理工大學 工程師 介休 032000