深井巷道二次支護快速掘進技術

張立峰 呂朝暉 倪龍鑫

國投新集能源股份有限公司口孜東礦，安徽 阜陽 236153

深井巷道二次支護快速掘進技術

張立峰 呂朝暉 倪龍鑫

國投新集能源股份有限公司口孜東礦，安徽 阜陽 236153

口孜東礦西翼矸石膠帶機巷埋藏較深，采用二次支護、二次噴漿、注漿的支護方式，出矸實現了連續運輸，保證了千米深井高地壓條件下巷道的支護強度和較快的掘進速度。

二次支護；連續出矸運輸系統；側卸式裝巖機；頂板管理

1 概況

口孜東礦工廣標高+27m，該礦西翼矸石膠帶機巷標高為-947m，巷道斷面設計為斜墻圓弧拱形。拱基處凈寬6.2m，墻腳凈寬6540mm，凈高4480mm，墻高1.4m，掘進斷面25.08m!,凈斷面23.79m!,采用錨網索噴+注漿支護。

該段巷道主要是在砂質泥巖、泥巖、砂巖中掘進，局部巖層較松軟，構造、裂隙較發育，局部巖層較破碎。

2 巷道支護形式

參照附近已施工巷道支護方式，采用工程類比法確定巷道的支護參數，確定永久支護采用錨網索噴加二次錨網支護加注漿支護。每排錨桿拱基向上先施工13根，幫部錨桿滯后迎頭8～12排，二次支護、二次噴漿、注漿滯后迎頭60m～100m。二次支護錨桿不少于13根，底角錨桿補明錨桿，錨桿間排距為800×800mm，錨索間排距為1.5×1.6m。巷道頂板為砂巖時，迎頭直接采用雙層錨網配合錨桿使用，替代成巷段的二次支護。

3 支護材料

3.1 錨網索支護材料

（1）錨桿采用φ22×2500mm和φ25×2500mm的左旋螺紋鋼無縱筋高強錨桿，墊板采用120×120×10mm窩形墊板，鋼帶采用Φ12mm圓鋼焊制H型鋼帶，錨網采用φ6×1000×2000mm鋼筋錨網，網孔規格為100×100mm。

（2）錨索選用φ21.8mm、長為6.3 m的鋼絞線錨索；錨索托板采用厚14mm鋼板加工，大托板規格為長×寬×厚=300×300×14mm，小托板規格為長×寬×厚=150×150×14mm。錨索必須生根在穩定巖石段不少于2m。

（3）錨固劑選用MSZ2850和MSK2850型樹脂錨固劑；每根錨桿使用4卷錨固劑（1卷MSK2850型錨固劑放在眼底，外面配上3卷MSZ2850型錨固劑），抗拔力不低于80kN；每根錨索使用4卷MSK2850型錨固劑，預應力不低于160kN。

3.2 噴漿材料

選用P.C32.5型水泥，配比（重量比）為水泥：黃砂：瓜子片=1:2.13:2.13，水灰比0.45，速凝劑摻入量4%，砼強度C20。第一次噴漿厚度為100mm，第二次噴漿厚度為70mm。

3.3 注漿材料及參數

（1）錨注管采用φ22×2000mm、φ22×2650mm的注漿管。錨注管采用6分焊管制作，鋼管為Ф22mm，壁厚3mm。錨桿桿體上每隔200mm，按T字型梅花布置Ф5mm注漿孔；錨固段430mm，端部車70mm的絲扣，注漿錨桿另一端加工呈扁狀。

（2）對幫、頂及底板進行間隔式深、淺孔注漿作業時，先按排距3.2m打淺孔注漿每排布置8根錨注管，注漿結束后再在兩淺排眼中間重新間隔3.2m打深孔復注深孔，每排為8根錨注管。注漿孔深度2.5m、3.0m。先施工淺孔，待淺孔完成后再施工深孔。注漿按照先淺孔后深孔的方式進行注漿。注漿孔直徑32mm。注漿應隨打隨注，嚴禁一次性施工兩個或以上注漿后注漿。

（3）注漿擴散半徑：注漿擴散半徑按巷道圍巖裂隙考慮，取3.5m～5.0m。注漿壓力：幫部2.5MPa、頂部3.0MPa。

（4）水泥漿的配制

注漿材料以單液水泥漿為主，注漿水泥采用普通硅酸鹽水泥，水灰比為0.7：1或1：1。若單孔注漿壓力小，注漿量稍大，也可在單液水泥漿中加入水泥量的15%～20%粉煤灰與其均勻攪拌注入，以節約材料，降低成本。

（5）注漿效果檢查：工程結束后，采用打孔注漿進行耐壓試驗，兩幫及頂部都進行均勻布點，每30m布置一組，每組頂部一個，兩幫各一個。孔深2.5m，安裝2m注漿管進行壓力測試，幫部壓力達到3.75MPa、頂部壓力達到4.5MPa且持續時間不小于1min時停機并關閉球閥，這時壓力不明顯降低，巷道四周不滲水為合格品。

4 施工工藝

4.1 施工方法

采用綜掘機掘進，綜掘機、皮帶機、鏈板機聯合運輸，多工序平行交叉作業，一次成巷的方法施工。正常情況下循環進尺1.6m。

4.2 綜掘方法及流程

（1）綜掘機掘進：掘進后綜掘機推到距迎頭不小于5m的位置，截割頭落地，綜掘機停電閉鎖后方可進行下述工作：進行安全檢查，支護人員站在永久支護下，用長柄工具進行敲幫問頂，找盡活矸危巖。再鋪上頂部錨網，及時打上臨時支護，在支護的掩體下進行永久支護，對錨網進行壓茬，壓茬部分用雙股12#鐵絲每隔200mm綁扎一道。迎頭頂部支護和后面幫部支護、錨索支護、釘道可平行作業。

（2）工藝流程：交接班→施工前安全檢查→延機尾→綜掘機切割（出貨）→退出綜掘機（截割頭落地，停電、閉鎖、掛牌）→敲幫問頂→掏柱窩、聯網或壓茬、臨時支護→打錨桿、掛網→打錨索→釘道→清理、收尾。

（3）裝載方式

迎頭采用EBZ-200C型綜掘機切割、裝貨,通過DSJ-800皮帶機進入矸石緩沖倉，通過皮帶進入副井矸石倉。

5 頂板安全管理措施

（1）加強頂板管理，掘進工作面嚴禁空頂作業，臨時支護要緊跟工作面，且必須建立健全“敲幫問頂”制度。

（2）錨網支護時，必須由外向里逐排打齊頂板錨桿。巷道幫部暴露高度超過1.6 m必須及時進行支護，打拱基以下錨桿若有片幫危險時，必須采用2～3根臨時點柱作為臨時支護。

（3）錨桿、錨索墊板必須緊固，構件齊全，錨桿螺母必須用機械或扭矩扳手擰緊，確保錨桿墊板緊貼巖面，未接觸部分必須楔緊墊實，不得松動。

（4）正確使用好超前支護和臨時支護，嚴禁空頂作業。

（5）對錨桿（索）支護巷道應定期進行檢查，對頂、幫失效的錨桿（索）應及時在旁邊重新補打合格，對松動的螺母應及時緊，松動的錨索鎖具要及時補壓。

（6）臨時支護必須緊跟迎頭，使用超前錨桿作臨時支護時，最大控頂距不超過1.6m。錨網支護時當頂板巖性不穩定，易片掉時，必須縮小控頂距，掘一排支護一排，最大控頂距不超過0.8m。

（7）必須時時監護巷道支護狀況，對出現斷錨、斷索、退索、巷道變形嚴重及圍巖異常等地點，必須及時加強支護，要遵循由外向里、先頂后幫的進行處理，確保安全。

（8）地質部門要及時提供掘進工作面前方頂、底板巖性資料，以便及時調整支護方案；當地質條件變化時，要及時采取相應措施，立即修改支護參數或改變支護形式。

6 結語

（1）采用二次支護、二次噴漿、注漿的支護方式，保證了千米深井高地壓條件下巷道的支護強度。

（2）工作面采用 ZCD-120R側卸式裝巖機輔助出貨，大大提高了工作效率，并且極大減輕了工人的勞動強度。

（3）出矸實現了連續運輸，極大提升了巷道施工排矸效率，突破了巷道施工排矸瓶頸，為保證快速進尺準備了條件。

張立峰（1978— ），男，安徽淮南人，現在口孜東礦安監科工作。

10.3969/j.issn.1001-8972.2012.14.038