聯(lián)合支護(hù)在軟巖巷道施工中的應(yīng)用

張建英

摘 要：西石門鐵礦巷道多布置在閃長巖、灰?guī)r等圍巖中，巖石硬度f在8～12之間，屬于堅固巖石。而少部分巷道在施工中揭露出蝕變閃長巖、矽卡巖等軟弱巖石，易風(fēng)化。暴露時間長易發(fā)生片幫和大塊掉落，巖石硬度f在1.5～4之間。正常單一類型支護(hù)無法正常施工。本論文提出了針對軟巖巷道的聯(lián)合支護(hù)方式，提高了巷道施工安全系數(shù)，提高了巷道成型，降低了支護(hù)成本。

關(guān)鍵詞：軟巖巷道；聯(lián)合支護(hù)；超前錨桿；砌墻

1 前言

選定井巷支護(hù)施工方案在礦山生產(chǎn)中的位置舉足輕重，是保證井巷工程在其服務(wù)期限內(nèi)發(fā)揮自有作用的有效措施，加強和改進(jìn)支護(hù)工作和提高井巷支護(hù)的管理是關(guān)系到礦山安全和生產(chǎn)的重要舉措。

我單位目前主要工程為西石門鐵礦各采區(qū)的采準(zhǔn)工程和少量的深部開拓工程。西石門鐵礦屬于接觸交代型礦床，礦體與矽卡巖相伴而生，礦體與圍巖界限不明顯，采礦掘進(jìn)過程中與矽卡巖等這些軟弱巖石躲避不開，經(jīng)常出現(xiàn)頂板巖石松散破碎、巷道冒頂現(xiàn)象。因此，如何保證施工安全、改善支護(hù)效果、保證原設(shè)計的順利施工、保證巷道成型，仍是巷道軟巖石施工中的中應(yīng)解決的主要課題。作者力圖從頂部噴漿、金屬支架支護(hù)配合超前插釬、發(fā)碹、進(jìn)行施工分析實踐，為以后軟弱巖石巷道施工支護(hù)工作中提供參考。

2 施工部署

在矽卡巖或蝕變閃長巖地段掘進(jìn)施工時，采用“放小炮”，短距離掘進(jìn)短距離支護(hù)的方法，每炮進(jìn)度控制在1.0m左右。施工由外向里順序分段支護(hù)。首先對作業(yè)進(jìn)行臨時噴漿密閉，防止風(fēng)化。臨噴的厚度在30mm～50mm之間。然后采取金屬支架插桿（釬桿、開縫錨桿）法進(jìn)行支護(hù)，原始巖石的暴露長度不得超過支護(hù)地段的0.5m，為工人作業(yè)提供安全作業(yè)空間。服務(wù)年限長的工程，金屬支架腿部需要進(jìn)行混凝土發(fā)碹體，形成永久支護(hù)。

2.1 材料及參數(shù)

金屬礦山巷道大都采用三心拱，三心拱的拱越高巷道圍巖越穩(wěn)定支架受力越均勻。通常拱高f0=（0.35～0.40）B0是合理的拱高范圍。西石門鐵礦巷道設(shè)計毛斷面在3.2～4.0m之間，所以在拱架支護(hù)地段的刷幫毛斷面的選擇3.6m寬，聯(lián)合支護(hù)以后也能滿足了人行通道寬度和運輸設(shè)備到支架的安全距離。

金屬支架型號為20M25U型，金屬支架支護(hù)后凈斷面不底于寬×高=3.4×3.343m，間距為0.5～0.7m。

錨桿采用桿采用2.5m長φ22mm釬子鋼或者“開縫錨桿，由于巷道斷面較大（3.6m×3.443m），插桿越長越好，最好不小于2.5m。

金屬支架支護(hù)后，再對腿部進(jìn)行混凝土發(fā)碹，混凝土厚度：250mm，發(fā)碹后凈斷面寬×高=2.8m×3.09m，軌道中心線左為1.1m，右為1.7m。

2.2 施工順序

（1）對掌子面面進(jìn)行刷幫挑頂，檢撬浮石、臨噴、清理巷道積渣。

（2）由外向里進(jìn)行金屬支架支護(hù)。

（3）用7655鑿巖機沿金屬支架的拱上沿、對開木縫隙處以20°～30°角注入直徑22mm中空六角釬子鋼。

（3）對墻體（連同拱架腿部）進(jìn)行混凝土發(fā)碹支護(hù)。

（4）進(jìn)行模板拆卸，由上向下依次拆除，清理巷道雜物。

3 施工方法

3.1 拱架支護(hù)施工方法

（1）支護(hù)前，對需支護(hù)該部位進(jìn)行刷幫挑頂和巷道清理。刷幫挑頂后毛斷面規(guī)格為：寬×高=3.6m×3.443m。

（2）支金屬支架時，防止圍巖松軟，拱架向下扎入地板。拱架腿下沿掘進(jìn)方向鋪設(shè)兩根160mm寬的槽鋼，槽鋼要扣著放在巷道的底角上，然后再焊接到底部槽鋼結(jié)構(gòu)上。

（3）支架固定后，支架間采用8#槽鋼焊接成一體，左、右、頂各一根。用8#鍍鋅鐵絲在拱、梁上部綁扎對開木緩沖層。

（4）每架金屬支架的間距0.5～0.7m。

3.2 插釬法施工方法

（1）在已支護(hù)好的金屬支架中緊靠掌子面的拱架起拱線以上部位進(jìn)行插桿作業(yè)，桿體間距選擇200～300mm，形成超前臨時支護(hù)體，阻止圍巖冒落時巖塊不落入施工掌子面。桿體采用2.5～4.0m長，直徑22mm中空六角釬子鋼，用7655鑿巖機沿金屬支架拱上沿、對開木縫隙處以20°～30°角注入。爆破后，保證桿端與開挖頂板距離不小于500mm的保護(hù)空間。

（2）在頂部插桿完畢后，進(jìn)行爆破掘進(jìn)。掘進(jìn)爆破時要多打眼，少裝藥。根據(jù)桿體的深度，嚴(yán)格控制每炮進(jìn)尺。

（3）爆破后及時進(jìn)行金屬支架支護(hù)，減少圍巖暴露時間。金屬支架支護(hù)間距選擇500～700mm，在需要的情況下，金屬支架可以密排。為了給金屬支架間和桿體間四周的松散體提供支撐力，金屬支架上部必須及時用對開木充填。充填以后能很好的阻礙松散體滑落，為支護(hù)提供良好的安全空間。同時，用對開木充填巷道金屬支架柱腿外側(cè)縫隙，防止側(cè)面塊體的滑落。

3.3 混凝土澆注的施工方法

（1）為了確保混凝土澆注的整體性，及時用振動棒搗固連同金屬支架腿部一起澆筑。澆注好的混凝土強度不低于C20；發(fā)碹厚度為：300mm。發(fā)碹后的凈斷面為：寬×高=2.8m×3.143m。

（2）混凝土用的水泥為礦渣水泥，標(biāo)號不低于425#，沙子采用0.25mm～0.35mm的中粗砂，石子采用20mm～40mm碎石。水泥：沙子：石子=1：2：4。

（3）混凝土碹的拆模期不宜少于5天，養(yǎng)護(hù)期不得小于28天。

4 結(jié)語

通過聯(lián)合支護(hù)對西石門鐵礦軟弱巖石巷道中的施工，已完成了開拓工程450m，避免了施工繞道，1200m，節(jié)約成本750元/m，人工費800元。為以后軟弱巖石巷道施工提供有益的數(shù)據(jù)參考經(jīng)驗。

取得的效果總體評價如下：

（1）提高了巷道施工安全系數(shù)，改善了施工作業(yè)安全條件。

（2）提高了巷道成型質(zhì)量，經(jīng)聯(lián)合支護(hù)的巷道輪廓平整性好，保證了巷道成型，安全性高，服務(wù)年限長。

（3）加快了巷道的掘進(jìn)速度，降低了返工的成本和巷道使用中的維護(hù)費用。

（4）避免了修改設(shè)計及系統(tǒng)工程的修改，贏得了時間，節(jié)約了成本。完善了系統(tǒng)的正常形成。

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（作者單位：五礦邯邢礦業(yè)邯鄲中冶建設(shè)有限公司（駐西石門鐵礦井建項目部）