锚、索、梁在大型设备组装硐室中的设计与应用[权威资料]

锚、索、梁在大型设备组装硐室中的设计与应用 本文档格式为 WORD,感谢你的阅读。 摘要： 内蒙古神华亿利能源有限责任公司黄玉川煤矿大型设备组装硐室，断面大，掘进困难，通过总结以往锚索网支护的经验，在大断面硐室施工中大胆采用锚网索和槽钢梁支护联合支护技术，变被动支护为主动支护，取得良好效果。在掘进过程中，采用了焊制的台阶型工作台和 FBZL30型轮胎式防爆装载机配 3 吨矿车出矸，实现了大型设备组装硐快速施工，取得了良好的掘进效果，为今后快速施工大型硐室积 累了一定的施工经验。 Abstract： In view of large cross section， difficult driving in large equipment assembly cavern in Inner Mongolia Shenhua Yili Energy Co.， Ltd. Huangyuchuan Coal Mine， through summarizing the experience of the anchor net supporting， it uses joint supporting technology of anchor net and channel steel beam joint supporting in the construction of large section cavern， which obtains the good effect. In the excavating process， using welded footstep workbench and FBZL30 tyred anti-explosion loader with 3 tons minecar out bottles to realize the fast construction of large equipment assembly cavern， achieve good tunneling effect， accumulating construction experience for the rapid construction of large equipment assembly cavern. 关键词： 大型硐室；锚网索；快速施工 ；施工经验 Key words： large cavern； anchor wire rope；rapid construction； construction experience TH11 A 1006-4311（ 2013） 09-0020-03 0 引言 黄玉川煤矿大型设备组装硐室掘进目的是为首采工作面组装和换装液压支架所使用。该硐室位于副立井北侧，与一水平井底车场平行布置，开口以逐渐过渡扩大断面的形式进入大断面施工，为了加快施工进度采用装载机配 3 吨矿车出矸。 1 工程概况 黄玉川煤矿大型设备组装硐室特征图 1 所示。其中，1-1 断面掘进宽度为 7.9m，净宽度为 7.6m；掘进高度为 8.95米，净高度为 8.5m；掘进断面积为 63.8m2，净掘进断面为58.2m2，全长 56.81m； 2-2 断面掘进宽度为 7.9 米，净宽度为 7.6m；掘进高度为 10.25 米，净高度为 9.8m；掘进断面积为 74.1m2，净掘进断面为 68.1m2，全长 7.8m。 2 工程地质概况 根据井底车场已揭露的岩层情况分析，预计掘进过程中，将要穿入的主要岩层有中粗砂岩、粉砂 岩、碳质泥岩和砂质泥岩等，岩层富水性差，工作面无水；岩石硬度系数 46。 3 锚杆和锚索设计 3.1 锚杆参数确定 3.1.1 按照加固拱理论计算锚杆长度： L=L1+L2 L1=N（ 1.1+B/10） 式中： L2为托盘高度 +螺母厚度 +锚杆外露长度 +钢带厚度 +网厚度，取 0.143m； B 为巷道跨度； N 为围岩稳定性系数，按照表 1 取值。 则： L2=1.2 （ 1.1+7.6/10） =2.23m 则 L=L1+L2=0.143+2.23=2.37 考虑到一定的安全系数，此处锚杆长度取 2.4m。 3.1.2 锚杆间排距的确定 对锚杆支护巷道，考虑施工工艺通常取间排距相等，锚杆间排距 D 按下式计算： D0.5L 则 D0.5L=0.52.4=1.2m 此外，还应该按照锚固力计算锚杆间排距： D？燮 式中 Q 锚杆锚固力，取 60KN/根； K 锚杆安全系数，取 2 3； r 被悬吊岩层重力密度，取 23KN/m3； H 冒落拱高度， m，可用下式 计算： H=B/2f 其中： B 巷道开掘宽度，取 7.6m； f 岩石坚固性系数，泥质砂岩 f 取 3； 则： H=7.6/（ 24 ） =0.95m 所以： D？芨 1.17m 综合上述，在考虑一定的安全系数，锚杆间排距取0.8m。 3.1.3 锚杆直径的确定 锚杆直径 d 可按下式计算： d=L 则： d=0.021m 根据工程类比法，在考虑一定的安全系数，此处锚杆直径取 22mm。 故锚杆规格为 222400mm ，间 排距为 800800mm ，三花布置，锚杆拉拔力为 60KN；网片规格为6.512002000mm ，网格为 100100mm ，搭接长度 100mm，采用勾接。 3.2 锚索参数确定 3.2.1 锚索长度的确定 结合硐室围岩地质条件，锚索长度取硐室跨度的 1.4 1.97 倍。锚索长度取 9.0m。 3.2.2 锚索间排距 在锚索长度一定的情况下，锚索间距应能保证取得较大的均匀压缩带厚度（本硐室取压缩带厚度大于7m），根据有关资料，锚索长度、间距与压缩带厚度之间的关系为：当锚索长度：锚索间 距 =3m 时，压缩带厚度：锚索长度 =0.6m。结合硐室情况，确定锚索支护的排距为 3m，锚索间距按照加强支护槽钢梁预留孔布置。 鉴于我国一般普遍使用的钢绞线强度为 1860MPa 级的15.24mm 钢绞线，因此，根据工程类比法，选择直径为15.24mm 的锚索。 每根锚索采用四支 CK2335 树脂药卷进行锚固。抗拉力250KN，预紧力 130KN，托盘采用 30030016mm 的钢板制作。垂直于巷道轮廓线布置，排距为 3000mm，间距按加强支护槽钢梁预留孔布置。 加强支护采用 14a（ GB707-88）槽钢，槽钢连接处采用14mm 厚的钢板焊接，钢板规格为 2608014mm 。钢板打两个 22mm 的钻孔，槽钢用 20mm 的螺栓连接。喷砼厚度150mm，砼强度等级为 C20。 4 施工方法及工艺 4.1 施工方法 由于该硐室高、跨度大，为了方便施工，确保安全，决定采用分上下台阶的方法进行施工，即上台阶掘进高度 5.0m，下台阶掘进高度 3.95 米。施工时先施工上台阶，待上台阶施工完毕后，再施工下台阶，为加快施工速度，出矸采用 FBZL30 型轮胎式防爆装载机配合 3 吨矿车进行出矸，从扩大 断面的位置开始用矸石做一个 10 上山的爬坡，以便装载机上去出矸。 4.1.1 上台阶施工 采用一次全断面光面爆破，为满足该断面的上台阶打眼的需求，打眼时在工作面用建筑脚手架搭设一个工作平台，如图 2 所示。每次放炮后，首先用 3 寸钢管穿鞋戴帽点柱或液压点柱做好临时支护，然后搭设工作台，进行顶部永久支护，即打锚杆、挂网、安装顶部槽钢梁、打锚索等工作，永久支护跟至底部。永久支护结束后，及时初喷封闭工作面围岩，复喷拱部一次喷浆成巷。 4.1.2 下台阶施工 上台阶全部施工完毕后，进行下台阶的施工。每 次放炮后，登矸支护两帮上的锚杆网，帮部的槽钢支撑腿，待清出巷道底板后安装，安装完槽钢梁后进行喷浆成巷。 由于两帮的渣已经全部出完，而槽钢上边的第一根锚索的高度高达 5.0m，为了施工方便，利用 2 寸钢管焊制两个台阶型工作台，方便锚杆机打水平眼使用，专供打注两帮槽钢梁上的锚索。 利用工作台打眼，保证了打眼质量，确保了巷道成型，为支护工作带来了便利，同时也缩短了支护时间；焊制的台阶型工作台，提高了打注锚索的质量，做到每根锚索打注一次成功，并且缩短了工序时间。 4.2 凿岩方式 采用 YT-28型风钻，直径 22mm 中空六角钢钻杆，周边眼及辅助眼钻杆长度 3000mm，掏槽眼钻杆长度 3500mm，直径 32mm“ 一 ” 字型合金钢钻头打眼。 4.3 爆破作业 掏槽方式为楔式掏槽法。使用煤矿许用水胶炸药，药卷直径 27mm、 - 煤矿许用毫秒延期电雷管。 装药结构采用正向装药结构。起爆使用 MFB-200 型发爆器全断面分次起爆，先起爆掏槽眼再起爆辅助眼，联线方式为串并联联线。炮眼布置见图 3。 4.4 装岩、提升 巷道掘进施工中，采用 FBZL30 型轮胎式防爆装载机装入 3t矿车中运 输，通过回风立井提至地面进入地面翻矸系统，再由铲车装入自卸汽车中运至矿方指定排矸地点。实践证明，采用耙斗机出矸每小时只能出矸 20m3左右，并且工作面不能够耙净；而利用装载机出矸每小时达到 40m3 左右，工作面能够清理干净，大大缩短了出矸时间，为加快施工进度提供了有力保障。 4.5 支护 锚杆采用直径 22mm2400mm 的螺纹钢锚杆，托盘规格为 1501508mm ，间排距为 800mm800mm ，三花布置；金属网采用 6.5 盘条焊制而成，网片规格为12002000mm ，网格为 100100mm 。 网片搭接长度为100mm，每间隔 200mm 采用双向 14#铁丝扭结或勾接；锚索采用 15.247300mm 的预应力钢绞线，每根锚索采用四支CK2335 树脂药卷进行锚固，抗拉力 250KN，预紧力 130KN，托盘采用 30030016mm 的钢板制作。垂直于巷道轮廓线布置，排距为 3000mm，间距按加强支护槽钢梁预留孔布置；加强支护采用 14a GB707-88槽钢，槽钢连接处采用 14mm 厚的钢板焊接，钢板规格为 2608014mm 。钢板打两个 22mm的钻孔，槽钢用 20mm 的螺栓连接。 为防止硐室 渗水，在喷射混凝土时添加 BR型防水剂，用量按添加剂的使用要求进行添加，喷射混凝土的强度等级为 C20，喷浆厚度为 150mm；喷射顺序为：先拱后墙，即利用特制工作台车，先将拱部喷至规定要求，待出完矿渣帮部支护完毕后，再进行帮部喷浆。 5 施工组织与管理 5.1 施工组织 施工采用三班滚班循环作业组织生产，每班必须完成本班的工作量，每个班进尺 2.8m。井下直接工38人，材料员 1 人，技术员 1 人，队长 1 人，合计 41人，出勤率 83%。 5.2 施工管理 在施工过程中通过小班奖励，充分调动施 工人员的积极性，缩短了小班循环时间；每班配备专职机修工负责机械的维护工作，确保施工机械正常运转；为了确保滚班制有效的执行，在后勤上做到随时服务一线施工人员。 6 结束语 总结以往锚索网支护的经验，在大断面硐室施工中大胆采用锚网索联合支护技术，变被动支护为主动支护，取得良好效果； 利用焊制的台阶型工作台，提高了打眼效率，方便了支护工作，缩短了工序时间； 采用轮胎式防爆装载机，缩短了出矸时间，为加快施工提供了有力保障。 参考文献： 1卫志刚， 李为民 .大变形岩巷及硐室流变控制技术的应用 J.中州煤炭， 2009，（ 01） . 2何红卫，徐颖，宗琦 .复杂地质条件下煤层胶带机头硐室修复加固技术 J.南华大学学报（自然科学版），2009，（ 01） . 3麻然斌 .煤矿井下矸石暗井绞车硐室优化设计 J.陕西煤炭， 2009，（ 04） . 4吴杰 .大跨度大断面硐室软岩锚杆（索）支护技术研究 J.陕西煤炭， 2009，（ 05） . 阅读相关文档 :填海场地超高层建筑桩基试验研究 浅析对供货合同索赔的认识与研究 影响工 程审价准确率的有关问题及对策 大型高炉热风总管抢修及修复技术 土钉墙支护结构在深基坑围护中的实际应用 我国开展供应链安全项目的挑战与对策 采空区计量单位及单价决算依据探讨 公路桥梁养护管理研究 浅谈园林绿化工程