开拓大巷过破碎带支护技术实践.doc

开拓大巷过破碎带支护技术实践摘 要：为了更好的解决开拓大巷过破碎带支护难题，提出了锚、架、注联合支护方案，实践证明这种支护方式很好的控制了巷道围岩变形和顶板问题，保证了巷道的稳定性，满足了矿井的安全生产要求。关键词：破碎区 支护 实践1. 前 言北翼正前轨道巷为一矿北条带主要开拓大巷，是随着煤炭开采不断延伸的水平巷道，由于15#煤层走向的起伏，巷道要穿过大面积的破碎带，过破碎带地段围岩强度低，松散破碎，加上轨道巷的断面较大，掘进后会形成更大范围的破碎区，对开拓掘进时的进尺、效率、成本和安全都造成很大影响。加之轨道巷服务年限又长，担负着矿井的运输和通风任务，更需要高强度的支护效果。我们积极采取了高强度锚杆锚索、喷浆、U型钢可伸缩性支架和注浆等多种支护方式。试验取得了很好的支护效果。2. 轨道巷施工概况2.1 地质概况试验地点位于北翼轨道巷13800m，大巷处于15#煤下方68m处，大巷顶板至15#煤岩性依次为：黑色泥岩，性脆，裂隙发育（2.8m）；灰白色铝土质页岩，块状，具波状层理，含大量植物化石碎片（3.6m）；深灰色炭质泥岩（0.9m）。该顶板岩性裂隙、层理特别发达，围岩自身变形大。2.2 巷道断面设计巷道断面形状为半圆拱型。巷道净宽为4400mm，净高为3700mm。不支棚时毛宽为4600mm，毛高为3800mm，支棚时毛宽为5000mm，毛高为4000mm。2.3 掘进工艺采用YT-29型气腿凿岩机全断面一次性打眼、毫秒延期电雷管一次起爆的方式爆破，侧装机装载，蓄电池电机车运输的施工方法。检查工作面隐患打眼、装药、放炮敲帮问顶支设临时支护打顶锚杆、锚索打帮锚杆工程质量检查下一个循环。采用一掘一锚、两掘一喷的作业方式，有条件时，可采用三掘一喷的作业方式，在顶板围岩稳定的情况下，最大空顶距为2.1m，锚杆支护后茬岩最大空顶不超过0.6m，巷道的帮锚杆距底板不超过400mm。3. 支护设计1)提高支护锚杆锚索强度,增加锚杆长度,确保锚杆打到稳定岩层,并能够有效支护;采用大直径锚索高预紧力补强支护；2)通过提高金属网的强度,来提高支护体的护表能力,有效阻止巷道围岩浅部破坏；3)加强光爆成型,减少爆破对围岩的破坏；4)在爆破前，采区3.1 注浆参数通过爆破前提前注浆,改善破碎围岩岩性,提高其完整性,提高围岩的自主承载性能。有效地解决了支架空顶、空帮问题。注浆提供一定的围岩稳定加固拱,使顶板形成一个初始支撑力,改善顶板破岩的受力状况,使工作面顶帮整体均衡承载,并与围岩形成统一的承载体系。3.2 锚杆、锚索支护轨道巷采用锚喷网联合支护，拱部二牛背以上采用锚杆+钢筋网支护。顶帮锚杆均三花布置，间排距0.7m，采用树脂药卷端头锚固形式。锚杆与岩层或劈口夹角大于75度，锚杆要紧跟煤头。网片搭接不小于10cm，每隔20cm绑扎4圈，要求网片紧贴岩面。每1.6m布置一排锚索，采用17.8mm 5200mm七股低松弛钢绞线。3.3 支设U型钢支架在原支护基础上套U29 型钢棚加强护表能力,U29型钢棚上高阻限位卡缆固定,确保支架高阻承载能力,防止低阻滑移。并在两帮棚腿上打锚索+ 钢梁,加强两帮支护强度。锚索采用17.8mm 5200mm七股低松弛钢绞线锚索,钢梁采用U29型钢或11#工字钢加工。U29型钢棚多是直墙拱形断面,从力学角度分析,顶部为拱形结构,承载抗压性能好,能有效地抵抗顶板压力；两帮直墙可视为梁结构,承载抗压性能较差,难以有效抵抗两帮的侧压。因此,U29型钢棚经常受两帮侧压影响而发生内移、推磨打旋,造成支架失稳。通过锚索+ 钢梁加强两帮支护强度,能有效地抵抗两帮侧压,提高支架承载性能。3.4 喷 浆喷浆厚度100mm，选用425#以上的水泥，配合比为水泥：黄沙：石屑=1：2：2（墙）；1：2：1.5（拱），另加水泥重量35%的速凝剂。喷浆前专人检查处理顶板及两帮活矸，按设计要求详细检查巷道的尺寸，补打和紧固锚杆后 用高压水冲洗岩帮后，进行35cm初喷，喷浆二次成巷，第一次封闭围岩，喷厚35公分，并填补凹处，第二次支模挂线，喷到设计厚度，两次复喷间隔不少于20分钟。喷射结束后，关闭风水，切断电源清理回弹，回弹料用于砌水沟，水沟距耙岩机滞后不大于10m，砼标号150#，喷浆成巷紧跟耙岩机，最大成巷距煤头不超过35m。喷浆表面要洒水养护，不少于5天。4 支护效果注浆能够改善围岩的整体性和受力状态，提高围岩的力学性能和自承能力；锚杆锚索有加固巷道围岩松动圈的作用，发挥其挤压加固的作用；及时喷射混凝土能够防止围岩风化和金属支架构件的腐蚀，初喷圆滑平整成形规整，还能防止注浆时跑漏浆液；进行锚网梁喷支护，在锚网梁喷支护的基础上再增加锚索进一步加强支护，发挥锚索锚固深、强度高、预应力大的特点和优势，使巷道围岩在锚索的弹性压缩下形成“承载拱”，提高了围岩的整体性、完整性和抗弯、抗剪的效能，增强了巷道的稳定性和安全性。北翼正前轨道巷过破碎带地段采用锚、架、注联合支护后，对此段进行了变形监测。经过3个多月的观测，两帮移近量为136mm，顶底板移近量为90mm，并在2个月后趋于稳定。观测结果表面，一矿北翼正前轨道巷过破碎带地段采用锚、架、注联合支护，可以很好的控制围岩的强烈变形，保证巷道稳定，满足矿井的安全生产，且经济效果显著，具有推广价值。5 结 语1.超前注浆能够很好的改善围岩的整体性和自承能力。2.软岩高应力巷道采用锚网梁喷锚索支护，能明显地改善巷道围