开拓巷道锚网喷联合支护施工工艺

王兰锋

(汾西矿业集团公司安监局)

开拓巷道锚网喷联合支护施工工艺

王兰锋①

(汾西矿业集团公司安监局)

阐述了锚网喷联合支护在开拓巷道中的支护特点,介绍了联合支护施工工艺流程、安装要点、安装步骤,采用锚网喷联合支护,提高了巷道支护效果,降低了支护成本,保证了矿井安全生产。

开拓巷道;锚杆;锚索;联合支护;施工工艺;效果

锚网喷联合支护主要是利用锚杆的悬吊作用、组合梁作用、锚杆楔固作用及挤压加固拱作用,在汾西矿业集团公司中盛煤矿的技术改造巷道掘进中,较好地利用了锚杆的三种作用。中盛煤矿自2003年开始进行30万t/年的矿井技术改造,开拓巷道沿7#煤顶板掘进,上覆4.0～6.0 m的k4石灰岩,底板为8. 0～9.0 m厚的灰色泥岩及砂质泥岩。采用锚网喷联合支护技术不仅能够显著提高巷道支护效果、提高安全系数,而且可以节约大量的支护和维修费用,在减轻工人劳动强度的同时,能够改善井下作业环境,为矿井的早日投产创造条件。它与传统的棚式支护相比具有十分明显的技术优越性,因此,被应用于众多煤矿。但是锚网喷联合支护存在隐蔽工程,一旦施工质量有问题,极易造成冒顶事故,因此,现场施工就成为锚网喷支护的关键环节。

1 顶锚杆施工工艺

1.1 顶锚杆施工工艺流程

开拓巷道断面图见图1。

顶锚杆及角锚杆施工工艺流程:掘进—凿掉伞檐活石—煤岩分运—初喷—铺金属网—托上钢筋托梁—临时支护—钻顶板锚杆孔—清孔—锚杆带上托盘和螺母—安装树脂药卷和锚杆—用锚杆机搅拌树脂药卷至规定时间—停止搅拌等待1 min左右—拧紧螺母—安装其它顶锚杆。

1.2 顶锚杆及角锚杆的安装要点

中盛煤矿顶锚杆采用左旋无纵筋螺纹钢锚杆,杆体直径16 mm,长度1 600 mm。顶锚杆及角锚杆的安装要点如下:

1)锚网喷紧跟掘进头及时支护。

图1 改造后巷道断面示意图

2)钻孔前先进行初喷30～50 mm,以消除围岩的集中应力。

3)钻孔深度,根据顶锚杆的长度确定钻孔的深度为1 600+50 mm。锚固剂使用K2335树脂锚固剂。

4)锚杆钻机配专用搅拌器搅拌树脂药卷,锚杆钻机先慢速旋转,严禁钻机不旋转就把锚杆直接顶入(不能搅拌好锚固剂),待锚杆全部进入锚杆孔后全速旋转。旋转时间控制在30 s左右时间,且中途不得停机。停止旋转后等待1 min左右(使锚剂能够初凝),换上安装器拧紧螺母。

5)利用锚杆钻机配安装器拧紧螺母,拧紧力矩达到140 N·m,要点动锚杆钻机拧紧螺母,以防止操用手柄伤人。

6)锚杆间排距允许偏差±100 mm。

7)喷砼后锚杆外露长度不大于50 mm。

8)由于顶部角锚杆的主要作用是防止顶板沿帮部切落,角锚杆合理的安装角度,可以使角锚杆在水平方向上有合理的投影长度,从而有效的防止顶板沿帮部切落,此角锚安装角度必须符合设计要求,与顶板成75°角。

9)金属网压茬不小于100 mm,且相邻两块之间用12#铁丝相连,连接点要均匀布置。

1.3 顶锚杆的安装步骤

1)对围进行初喷30～50 mm,以消除围的集中应力。

2)挂金属网,金属网要有压茬,搭接长度不小于100 mm。

3)托上钢筋托梁,并进行临时支护,临时支护见图2。

图2 临时支护示意图

4)用MYT-125液压锚杆钻机钻孔,钻眼时为便于操作,应顺序使用短、长钻杆,短钻杆长0.4 m,长钻杆长1.6 m,先使用短钻杆钻眼,后换1.6 m长钻杆。钻孔时钻机升起,开动锚杆钻机进行钻孔然后再用长钻杆钻够眼深,为使准确掌握眼深,应在长钻杆上用白油漆标出终孔位置。孔深要求为1 600+50 mm,并保证钻孔角度。钻头钻到预定深度后,下缩锚杆钻机,同时清孔,用高压水清除钻孔内的泥浆。

5)树脂锚杆安装前,先用杆体测量孔深,并在杆体上作出孔深标志,然后用锚杆体将树脂药卷送至孔底。锚杆体套上托盘,带上螺母,锚杆机与锚杆杆体连接,顺时针搅拌30 s,同时将杆体匀速推至孔底。搅拌完毕后,等1 min,将杆、机分离,为防止杆体在药卷固化前下坠,在孔口处将锚杆临时用木楔或小石块挤住。至少等10 min后安装铁托板,用力矩扳手将螺母拧紧到140 N·m,该锚杆安装完毕。

2 帮锚杆施工工艺

2.1 帮锚杆施工工艺流程

帮锚杆施工工艺流程为:钻孔—清孔—安装树脂药卷和锚杆—等待1 min左右—(铺网)拧紧螺母—安装其它帮锚杆。

2.2 帮锚杆的安装要点

中盛煤矿帮锚杆采用Q235圆钢锚杆,杆体直径16 mm,长度1 600 mm。

1)钻孔深度,根据帮锚杆的长度确定钻孔的深度1 600+50 mm。

2)用煤电钻配专用搅拌器搅拌树脂药卷,要先慢后快转,旋转时间控制在30 s左右时间,且中途不得停机。

3)用力矩扳手给锚杆施加80 N·m的预紧力。

4)锚杆间排距不得超过设计值-100～+ 100 mm。

5)螺母距锚杆杆体尾端露出托板≤50 mm。

2.3 帮锚杆的安装步骤

1)用ZMS-12煤电钻,配d23麻花钻杆和d27双翼钻头,打钻孔,孔深控制在1 600+50 mm。锚固剂使用K3537树脂锚固剂。

2)用专用搅拌器与煤电钻相连,开机搅拌,先慢后快,将帮锚杆全部插入钻孔后,全速旋转搅拌30 s,搅拌过程必须连续进行,中途不得间断。停止搅拌等待1 min左右。

3)卸下搅拌器,用力矩扳手安装螺母,使帮锚杆预紧力达到80 N·m。

3 复喷的施工要求

1)喷射混凝土使用425#水泥,喷厚100± 30 mm。

2)沙为纯净的河沙,石子粒直径小于20 mm,将粒径大于15 mm的石子控制在20%以下,石子过筛,并用水冲洗干净,配比为水泥∶沙∶石子=1∶2∶2。

3)速凝剂型号为J85型,掺入量一般为水泥重量的2%～3.5%,喷淋水区时,可酌情加大速凝剂掺入量,速凝剂必须在喷浆机上料口均匀加入。

4)调整到合适的水灰比:0.4～0.5之间。喷射过程中应根据出料量的变化,及时调整给水量,保证水灰比准确,要使喷射的湿混凝土无干斑,无流淌,粘着力强,回弹料少。

5)喷射顺序为:先墙后拱,从墙基开始自下而上进行,喷枪头与受喷面应尽量保持垂直。喷枪头与受喷面的垂直距离以0.8～1.0 m为宜。

6)一次喷射混凝土厚度20～30 mm,并要及时复喷,复喷间隔时间不得超过2 h,否则应用高压水重新冲洗受喷面。

4 结 语

汾西矿业集团公司中盛煤矿自2003年以来进行了30万t/年的矿井技改,经过不断的实践探索,证明锚网喷联合支护工艺不仅保证了支护要求,提高了工程速度,而且降低了劳动强度,降低了支护成本,同时,该矿制定了《锚网喷支护巷道工程质量检查标准及评分办法》,有力保证了矿井的安全生产。

[1] 东兆星,吴士良.井巷工程[S].徐州:中国矿业大学出版社,2004:17-19.

[2] 中国统配煤矿总公司基建局.MT5009-94.煤矿井巷工程质量检验评定标准[S].北京:煤炭工业出版社,1995:21-22.

Construction Technology on Combined Support of Shotcrete-rock Bolt-wire Mesh in Development Roadway

Wang Lan-feng

Elaborates the support characteristics of combined support of shotcrete-rock bolt-wire mesh in developing roadway,introduces the process,the installation main point,the installation steps of combined support construction technology,by using the combined support,enhances the tunnel support effect of the roadway,reduces the support cost,ensure safety production in the mine.

Development roadway;Bolt;Anchor cable;Construction technology of combined support; Effect

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1672-0652(2010)04-0020-03

2010-02-28

王兰锋 男 1968年出生 2008年毕业于太原理工大学 工程师 介休 032000