改造上副巷支护设计及安全技术措施

1、郑煤集团芦沟煤矿32051改造上副巷掘进支护设计及安全技术措施工程地点：32051改造上副巷施工单位：煤巷二队编制单位：生产技术科编 制 人：马猛编制时间：2015年 01月 28日会审意见表32051改造上副巷支护设计及安全技术措施1 工程概况N158°开口。该段巷道井下标高-230-240m，地面标高为+220+236m，平均埋深460m；煤层倾角1016°，煤层厚度14m。设计工程量60m，前45m沿顶掘进采用锚杆索+3.6m型钢配合2.8m单体柱对棚支护、棚距1.0m，预计该段巷道坡度为-11°；后15m由沿顶掘进过渡到沿底掘进，采用3.5m坑木配合2.8

2、m单体柱、对棚支护、棚距0.6m。计划工期12天。煤层及顶底板情况表见表1所示。表1 煤层及顶底板情况表*在地测科提供资料的基础上，以揭露实际情况修改2 支护设计该巷道前45m根据集团公司关于煤巷全锚网支护的两点紧急要求中“5m以下煤厚的巷道必须沿顶掘进，采用以锚杆网为主+锚索补强的支护方式，锚杆间排距不能大于700mm，顶部锚索排距不大于1400mm，间距1200mm（以巷道顶板中点为中心）的要求，32051改造上副巷以锚杆网为主，采用锚索为补强支护。后15m采用3.5m坑木配合单体柱对棚支护、棚距0.6m，并打设一道抬棚。2.1 断面选择2.2支护参数的计算2.2.1锚杆网支护计算假设间排

3、距相等为a，则式中：a锚杆间排距，m； Q锚杆设计锚固力，50kN/根； H冒落高度，取0.3m； 被悬吊砂岩的重力密度，取25kN/m3； K安全系数，一般取K=2。施工时顶板与东帮锚杆间距为700mm、排距为700mm，为均小于理论计算1800mm，且符合集团公司关于煤巷全锚网支护的两点紧急要求中的相关规定。2.2.2锚索补强支护计算（1）锚索设计长度计算 式中：L锚索总长度，m ； La锚索锚入稳定岩层的长度，根据GBJ86-1985国标算 ； Lb锚索悬吊不稳定岩层厚度，取值2.0m ； Lc上托盘及锚具的厚度，取0.2m。 Ld锚索外露张拉长度，取0.2m。按GBJ86-1985要求

4、，锚索锚固长度La按下式确定： 式中：K安全系数，取K=2; d1锚索钢绞线直径，取17.8mm； fa钢绞线抗拉强度，取1860MPa，换算为1883.52 N/mm2）； fc锚索与锚固剂的粘合度，取10N/mm2。 La2×17.8×1883.52/40=1676.3mm1.68m。以上参数代入（式-4）计算可得：L1.68+2.0+0.2+0.2=4.08m施工时拟锚索长度采用4.2m，大于理论计算值4.08m，满足使用要求。（2）顶板锚索悬吊岩层重量计算式中：D锚索的间排距，按最大排距取1.4m； 被悬吊岩石厚度，取2.0m； 悬吊岩石平均容重，取25kN/m3；

5、 B巷道掘进宽度，取3.6m。在施工时锚索每排3根、间距为1.2、排距为1.4m，平均每米巷道有2.1根锚索，大于理论计算每米巷道内1.5根，满足理论计算要求。2.3支护形式32051改造上副巷沿着煤层顶板掘进，在进行施工时顶板采用锚杆网先期支护、后用锚索补强支护；巷道东帮采用锚杆网支护；巷道西帮因为是回采侧不宜使用锚杆支护，可利用单体柱+椽子+钢筋网支护。巷道断面锚网支护示意图、如图1所示，顶板支护平铺示意图、如图2所示。 图1 巷道断面锚网支护示意图 图2 顶板锚网支护平铺示意图 巷道支护技术说明：（1）顶板支护巷道掘进时采用5根锚杆、钢筋网（顶板破碎时使用菱形网）、钢筋梯子梁对顶板进行支

6、护，锚杆间排距700×700mm，钢筋梯子梁将锚杆连锁起来、提高整体支护强度，初步对巷道顶板进行主动支护；根据两帮支护设计需要和确保对顶板支护的安全性，在对顶板锚杆支护以后，利用3.6m型钢、2.8m单体柱对棚支护，棚距1.0m。然后，滞后迎头510根补打锚索（可根据顶板条件调整滞后距离、顶板较破碎时或遇到断层时锚索紧跟迎头），对顶板进行补强支护，最终形成锚杆索耦合支护体系。（2）两帮支护由于巷道服务年限仅有20天、后期将作为32051工作面上段，两帮支护采用单体柱+椽子+钢筋网即可。一是节约支护材料、降低掘进成本，二是排除锚杆给工作面回采时带来的不便。2.4支护材料2.5施工工艺2

7、.5.1临时支护工艺2.5.2永久支护工艺 利用手镐或者炮掘掘出断面铺设钢筋网、钢筋梯子梁临时支护由中间向两边打设锚杆铺设帮部钢筋网、椽子架设型钢、单体柱滞后迎头510m按照设计打设锚索。1、锚杆施工工艺：敲帮问顶联网临时支护钻眼送锚固剂搅拌紧固锚杆。 （1）凿尽肩窝及帮部的危岩浮矸，两帮连接钢筋网。 （2）按设计部位施工巷道帮部锚杆孔：采用28mm钻头、锚索钻机打眼，打1950mm钻孔，并及时吹眼，确保锚杆的锚固力。 （3）送树脂锚固剂：穿过网眼孔向锚杆孔装入2卷树脂锚固剂，里头MSK2850锚固剂1卷、外头MSZ2850锚固剂1卷，用锚杆推送穿过钢筋网、钢筋梯子梁，沿孔眼慢慢将树脂药卷推入

8、孔底。 （4）搅拌树脂：用连接套将锚索钻机锚杆螺母连接起来，并将锚杆推入孔底，然后开动风煤钻边搅拌边推进，推入孔底搅拌2035S后停止搅拌。 （5）安装锚杆：托板快速压紧岩面，安装完毕，最后采用人工加扭的方式将扭距增加至260N·m以上，2小时候对锚杆进行二次预紧。2、锚索施工工艺：按照设计位置钻眼送锚固剂搅拌涨拉锚索。（1）按设计部位施工巷道顶部锚索孔：采用锚索机配合28mm钻头打锚索孔，正常情况下顶部孔深4000mm。（2）送树脂锚固剂：向孔内里头装入1卷MSK2350树脂锚固剂，外头2卷MSZ2350树脂锚固剂，用钢绞线慢慢将树脂锚固剂推入孔底。（3）搅拌树脂：用搅拌头将锚索机

9、与钢绞线连接起来，然后升起锚索机推进钢绞线，边搅拌边推进，直至推入孔底，停止升锚索机，搅拌3045s后停机，也可根据实际情况适当延长搅拌时间。 （4）涨拉锚索：采用MQ22-180/63型锚索涨拉千斤顶（气动）加压，使锚索托板紧贴岩面。施工锚索加压时，要保证油泵压力达30MPa，确保顶部锚索预紧力不小于120kN/根，初锚固力不低于12t；本班施工结束前将锚索进行二次预紧。 3安全技术措施3.1顶板管理技术措施（1）施工中严禁空顶作业，巷道施工最大控顶距小于1.0m，最小控顶距小于0.2m，加强临时支护，保持围岩的稳定性，提高围岩的自承能力，破煤(岩)后及时临时支护。（2）施工中必须坚持敲帮问

10、顶制度，每道工序都必须指定有经验的的工人观山，由专人手拿2.0m长钎子，站在安全完好的支护下，对角找净帮顶的活石危岩等，观山人员应认真负责，发现险情立即发出警号撤人。敲帮问顶、观山人员应站在安全完好支护下的安全地点，保证退路畅通，且做好自保互保。（3）料场内必须备齐抢险物料，使用后及时补齐、更换。不合格的支护材料严禁使用。（4）巷道在进行敲帮问顶时，严禁迎头同时进行其他工作。3.2施工安全技术措施3.2.1锚杆施工安全技术措施（1）打锚杆前，由外往里必须敲帮问顶，打上临时支护，尺寸不够的地点，处理掉后，才能打锚杆。（2）打锚杆应做到随打随锚。锚杆施工顺序：先顶后帮、由外往里，工作人员站在支护好

11、的安全地方操作。（3）锚杆的施工应遵守下列规定：1）严禁使用变质的树脂药卷；2）施工人员的皮肤应避免直接接触树脂药卷；3）安装锚杆时，搅拌树脂药卷、上托板、拧螺母依次完成；4）锚杆尾端的托扳应紧贴钢网，未接触部位必须楔实；5）螺母的拧紧力矩不应小于260N.M；6）锚杆的安装顺序：装药卷、插入锚杆、搅拌药卷和紧螺帽；7）严格控制药卷的搅拌时间2030秒为佳，同时要求药卷的搅拌过程应连续进行，中途不得间断；8）树脂锚杆注之前，必须用压风吹净眼，药卷每孔2卷，依次装入孔内，利用锚杆杆体将药卷推送至孔底，快速均匀转动，以保证锚杆强度；9）严禁用大锤砸注锚杆，使锚杆不转动，树脂药卷搅拌不均匀、不破碎，

12、则起不到锚固作用；10）打锚杆必须按规定掌握好间排距，锚杆角度应按施工措施规定的施工，锚杆眼应尽量垂直于巷道轮廓线，当层理发育时应尽量垂直于岩面，最小角度不应小于75°；11）锚杆拉力试验安全技术措施按规程抽检时，应选在顶板完整的地段。锚杆拉力试验时，所有人员距离被拉锚杆3米以上，严禁正对被拉锚杆。拉力杆与锚杆尾部必须用扳手拧紧。加压时，用力必须均匀，严禁猛加力，并设专人观山，一旦发现顶板来压或锚杆泄压时，应立即停止涨拉，暂打顶柱处理。做拉力试验时，至少两人以上进行作业，一人操作一人观山。 拉力试验时，拉够锚杆设计值的90%即可卸载，卸载后要等一段时间，让千斤顶自动回缩后，方可人工去

13、除。每施工200根锚杆进行一次锚杆拉力试验，抽检率3，不合格的锚杆应及时补打，分析原因，采取措施。3.2.2锚索施工安全技术措施（1）锚索眼打好后，用锚索验眼，确保眼深必须符合规定。（2）将药卷顺次连接（连接处用透明胶布固定）送入眼内，用锚索托住药卷送入孔底，一人托住锚索，一人安装搅拌器接头，固定好后，将搅拌钎尾安入钻机，其它人撤离，开动钻机，搅拌15秒后缓缓推进，将药卷均匀混合。（3）退钻时，先用木楔塞住眼孔，30分钟后上托盘与锚索头，用拉紧装置涨拉合格，不合格的应及时补打，涨拉时人员应撤到安全地点，操作油泵与千斤顶者相距至少3米，不得正对千斤顶。（4）安装锚索不准边搅拌边送锚索，防止锚索卷

14、人。（5）加强锚索的巡回检查，发现涨拉不紧的及时补涨。 坑木、单体柱支护安全技术措施1、地测科及时挂中腰线、及时延伸，校正中腰线；施工队严格按中腰线施工，确保巷道两帮柱腿一条线。2、由沿顶掘进过渡为沿底掘进期间，加强顶板管理，要经常观察围岩变化，如发现连续掉（煤）碴、片帮等冒顶征兆时，要迅速撤出人员，并及时向调度室汇报，等顶板稳定后方可采取措施进行处理，严禁冒险作业。3、如顶煤较活要采用短掘短支的办法，尽量减少煤与围岩裸露时间，迎头附近备足一定数量钎椽，必要时采用撞楔法超前控制顶板，严防冒顶。4、为加强顶板管理，掘进时必须按规定对前方煤体进行注水，确保煤体充分湿润、绣结良好，注水效果不好严禁施

15、工。 5、掘进期间班组长要班班携带瓦斯便携仪，并悬挂在规定位置，瓦斯浓度达到0.6时停止作业，采取措施，进行处理，严禁瓦斯超限作业。 6、作业地点附近要备有充足的支护材料，严禁边施工边备料；要求扁木钎椽不少于30根，椽子30根，竹笆2捆。 7、如煤体松散破碎挖柱窝易片冒时，需留设35棚的煤肚子，但两帮必须清出不少于0.8m的安全退路，一旦顶煤冒落确保人员能安全撤离作业地点。8、掘进期间，迎头使用两根3.0m型钢配单体柱打双抬棚作为前探梁，一梁三柱，型钢梁与坑木之间要背紧背牢，型钢与单体柱使用好防倒绳。9、施工队每班要有跟班队长现场指挥生产，班中发现问题，及时汇报，及时处理。4工程质量管理与要求

16、4.1工程质量管理1、验收员量具齐全，跟班验收，按质量标准上尺上线。2、验收员当班验收工程质量、临时轨道、文明生产、设备及工具。3、对不合格的工程质量坚决不予收尺，并责令当班返修合格，真正起到现场质量监督作用。4、验收员发现质量隐患问题应及时汇报跟班干部，并监督处理。5、严格对隐蔽工程进行检查验收。6、对涉及安全的隐患要及时汇报跟班干部处理。7、认真做好验收记录和资料汇总工作。8、每班下班后及时填写工程进展表。9、每班接班后，必须严格按照交接班制度进行检查，如有问题，必须处理完毕后方可开工。4.2工程质量要求4.2.1锚杆索、金属网、钢筋网、型钢+单体柱质量要求（1）金属网或钢筋网接茬要求：搭

17、接宽度不小于200mm，连网使用双股12#铁丝，每200mm连网一处。（2）金属网或钢筋网必须紧贴岩面，如遇有局部掉顶、片帮，必须按设计要求紧贴掉顶、片帮部位打支护锚杆进行支护。（3）巷道净宽允许误差为巷道中心线至任一帮距离偏差0100mm；净高顶、底板距离允许偏差-50200mm。巷道成型规整，超挖不得超过200mm。（4）经常巡查巷道顶板情况，发现失效锚杆锚索要及时补打。（5）锚杆锚固力不低于50kN，锚索锚固力不低于150kN。（6）要求岩石锚杆预紧力矩不低于260N.m，锚索预紧力不低于设计值的90%。（7）锚杆（索）须垂直岩面打设，允许误差±15º，锚杆（索）间排

18、距误差小于±100mm，如遇特殊地质条件，经现场跟班队长允许可适当偏移位置。（8）顶锚索锚入稳定岩层深部不小于1.0m，锚索外露长度150250mm，如遇特殊地质条件，经跟班队长允许，锚索外露长度可适当加长，但必须保障锚索托板紧贴岩面。（9）锚杆（索）应在掘进迎头及时打设，同时保障锚杆（索）托板紧贴岩面，如遇特殊情况，锚杆托板无法紧贴岩面时，可用锚索在相同位置予以替代。（10）型钢梁头必须保证抓帮抓齿，矩形断面，净下宽3.2m，净高2.3m，柱窝深度：0.2m，柱下站木鞋。（11）单体柱与型钢梁之间要使用防倒绳进行连锁加固，严防倒柱伤人。4.2.2 后15m坑木、单体柱支护质量要求1

19、、采用3.5m坑木梁配合2.8m单体柱对棚支护，棚距0.6m，采用双层竹笆护顶，椽子每棚30根。2、坑木梁头必须保证抓帮抓齿，矩形断面，净下宽3.3m，净高2m，柱窝深度：0.2m，柱下站木鞋。3、掘进过程中空帮空顶段使用废旧坑木接顶背实，确保支架稳固有力，严防掘进过程中出现空帮空顶现象。掘进长度达到2.4m时要及时在支架下打双抬棚进行加固。4、单体柱与坑木梁之间要使用防倒绳进行连锁加固，严防倒柱伤人。5矿压监测5.1矿压监测目的现场矿压监测主要有两个目的：根据现场监测结果，修改完善初始设计，形成最终设计；评价支护效果、能够及时采取相应措施，保证巷道的安全。5.2矿压监测的内容和方法5.2.1

20、矿压监测的内容综合测站的安设必须紧靠工作面5米范围内进行（若掘进过程中需要爆破，矿压监测设备可滞后20m布置），主要包括巷道围岩变形监测点，顶板离层监测点，锚杆（索）受力监测点，在32051改造上副巷的掘进过程中，应布置围岩变形测点和顶板离层测点、锚杆（索）受力监测点，每50m布置一个测站，可根据顶板情况增设测站。表2 监测内容、目的及手段序号监测内容目 的使用手段1巷道围岩变形量监测巷道相对变形量，从而判定围岩稳定性；测杆、测枪、钢尺2顶板离层量观测发生位移的围岩范围，调整锚杆长度；深基点位移计3顶板锚杆（索）受力监测锚杆强度是否合适，以调整密度；锚杆（索）测力计4螺母扭力矩检查锚杆安装质量；扭力扳手5.2.2矿压监测的方法（1）巷道表