兗礦集團楊村煤礦三煤採區308 工作面, 工作面傾斜長度120m, 走向長度560m。308 皮帶順槽沿3 煤煤層底板掘進,所掘煤層厚度為7.2～8.
64m, 平均厚度為7.97m, 煤層結構較簡單、穩定可採, 煤層中夾有少量夾矸, 其岩性以炭質粉砂岩、炭質泥岩為主, 呈薄層狀或結核狀分布, 煤層較破碎。煤層傾角1°～10°, 平均傾角5°, 硬度係數f=1.
91。直接頂板為粉沙巖, 厚度為4.76～5.
04m, 顏色為深灰色, 塊狀, 岩石較破碎, 垂直裂隙發育很好, 富含植物化石, 底部有0.5m 厚的泥岩, f=4.0～6.
0。底板為鋁質泥岩, 厚度為0.05～2.
96m, 灰黑色、塊狀, 富含植物根部化石, 底部含粉砂質, 見星點狀黃鐵礦, f=2.0～4.0。
在掘進308 皮順聯絡巷時, 308 皮順聯絡巷與已施工完的主要運輸大巷東大巷立交, 利用原有聯絡巷掘進308 皮帶順槽,開門點巷道斷面上半部分為煤,下半部分為煤層的底板,可見鋁質泥岩.為保證皮帶順槽與東總回順利貫通,必須確保距皮帶回風巷地段為平巷.如果沿煤層底板掘進,308 皮帶順槽煤層底板與東大巷頂板之間的岩柱太小。
( 見308 皮順聯絡巷與東大巷立交施工剖面圖)
圖1 308 皮順聯絡巷與東大巷立交位置圖
1 工作面順槽與東大巷立交施工方案選擇308 皮帶順槽與東大巷立交施工有兩種方案: 從東大巷到308 皮帶順槽重新施工聯絡巷法和利用東大巷原有聯絡巷方法。
第一種方案是利用原有聯絡巷, 308 皮順聯絡巷與東大巷直接立交施工。第二種方案是預先計算出立交岩柱, 保證岩柱
不少於3m, 然後倒推計算重新施工東大巷聯絡巷與308 皮帶順槽貫通, 預計多施工40m 巷道, 施工工期20 天左右。兩種方案經過在技術、經濟及安全上進行對比論證, 認為第一種方案省工期, 不需重新施工巷道, 且提高了回採率, 有利於高產高效。第二種方案需重新施工巷道, 需投入很大的人力、物力。
同時, 掘進施工中需增加材料費用約20 萬元。
所以選擇第一種方案- -利用原有聯絡巷, 直接立交施工。
2 立交施工工藝
掘進期間由於巷道立交, 因此, 根據308 皮順聯絡巷煤層底板岩性特徵, 立交情況, 必須在p1 點開始就要按中腰線嚴
格控制巷道的掘進方向。到達上變坡點後, 也要按7‰上坡掘進, 確保流水坡度。距立交點前5m, 就要嚴格控制裝藥量, 減少對岩柱的震動。
立交施工過程中, 隨著揭露立交巷道的錨桿, 就要採取措施加強對底板的控制。在施工打眼時, 將底眼提高300mm, 將
裝藥量控制在200g/ 孔, 減少迴圈進尺, 迴圈進尺從1.6m 降低到1.0m 左右, 過10 個迴圈後看立交情況恢復正常掘進。
與東總回貫通結束後,重新對巷道立交處臥底鋪鋼梁施工混凝土鋪底。
3 立交施工護頂技術
由於立交施工期間, 308 皮順聯絡巷正處於東大巷上方,岩柱為0.9m, 在掘進施工期間, 由於爆破、耙裝等原因容易造
成岩柱破碎、鬆動。為了防止岩柱破碎塌落帶來的冒頂事故,對東大巷立交施工地點前後採用鋼棚支護, 其工藝過程如下:
( 1) 東大巷架設工字鋼棚: 在巷道掘進到立交施工前, 根據岩柱容易破碎的情況, 在巷道立交點前後各10m 架設工字鋼棚。鋼棚採用11# 礦工鋼加工, 棚與棚間距為0.
8m, 每2 架棚採用6 根φ16×900mm 拉桿, 首尾各2 架棚採用專用鋼棚固定板配合φ20×1000mm 錨桿固定於巷道頂幫, 幫部固定1道, 頂板固定2 道, 然後採用水泥背板( 1200×120×50mm) 背頂嚴實。
( 2) 在巷道掘進距離立交施工前5m, 爆破採用增加炮眼, 減少裝藥量( 使用乳化炸藥, 每孔裝藥量不得超過200
g) 、放震動炮, 巷道底部使用風鎬和手稿將底板刨平,順好。
( 3) 水平掘進過後, 刨平底板, 順巷道掘進方向鋪設鋼梁, 鋼梁使用11# 礦工鋼( 長度4.5m) ,鋼梁間距為0.5m。鋼
梁鋪設時, 要將鋪設鋼梁地點挖底100mm, 鋪排鋼梁後, 上面鋪設砂漿100mm( 砂漿為水泥、砂混合而成, 水泥、砂重量比為1: 5.5) 使其成為乙個整體,施工水泥後要求與前後巷道順平。
( 4) 掘進施工完巷道, 等待4 個月, 巷道穩定後,拆除工字鋼棚, 並對拆除鋼棚處重新進行噴漿封閉處理。圖2 立交處架棚護頂示意圖
4 結論
( 1) 在施工過程中,東大巷立交處頂板出現淋水現象,說明立交岩柱小,淋水屬於掘進過程中噴霧、打眼出現的少量積水,鋪底後經過一段時間後, 淋水消失, 說明立交處已形成乙個整體, 穩定性好。
( 2) 採用架設工字鋼棚, 使岩柱保持穩定, 工字鋼棚仍可使用。
( 3) 鋪底可使底板保持平整, 成乙個整體。
( 4) 此種方法簡單易行, 方便操作, 利於現場施工。
( 5) 經過實踐, 此種方法可有效解決岩柱超小立交巷道的問題。採用架設工字鋼棚及鋪底梁過超小岩柱是可行的。
5 需要注意的問題
( 1) 回撤鋼棚期間的安全至關重要, 必須等頂板穩定, 並且在回撤過程中必須高度重視觀察頂板情況, 必要時採取支
設木點柱進行臨時支護。
( 2) 鋼棚長度, 位置必須科學確定, 此時, 必須借助測量人員精確確定鋪設鋼梁的位置, 使鋼梁能夠發揮真正的作用。
( 3) 各施工過程必須以立交施工為重點, 施工質量必須優良。
( 4) 耙裝機挪移不准在立交處施工, 耙裝時輕耙、少耙，減少對巷道底板的破壞。
( 5) 在立交施工前在東大巷立交處頂板施工短錨桿並重新進行噴漿, 更有利於巷道頂板的穩定。
6 經濟效益分析
少掘乙個15.15m2 巷道40m, 節約資金20 萬元, 節省工期20 天, 經濟和社會效益顯著。
楊村煤礦308 皮帶順槽採取小岩柱立交施工工藝順利形成聯絡巷, 節省了工期, 節約了資金, 同時, 採取架棚和鋼梁鋪
底護頂、保底, 防止了冒頂事故的發生, 保證了掘進期間的安全。本次小岩柱立交施工順利掘進巷道為類似地質條件下順槽順利推進提供了借鑑經驗。
在煤礦巷道掘進中，我們經常碰到過各種煤層的實際問題，給我們巷道掘進工作造成了困難。我就此問題談談自己在工作中積累的一些過煤層的經驗，02年錢家營礦開拓區在 –450四採主回風巷道穿過煤層時，我們積累了一些經驗。由於我們採用以上施工措施，在通過煤層的施工中順利通過了12s煤層，取得了成功，降低了材料成本和職工的勞動強度，收到較好效果。
錢家營礦開拓三區在-450四採主回風巷石門穿過煤層時，克服地質構造條件複雜，岩石鬆軟破碎、巷道壓力大等困難。在過去的過煤層巷道掘進中，大都採用傳統的架棚支護，由於巷道的縮小，嚴重影響了礦井的回風，威脅著安全生產。因此我們尋找一種穩定的二手小的支護形式，經過一段的探索我們摸索出採用錨網噴支護的方法，具體經驗如下：
一、 調查情況分析
四採區上部回風石門市錢家營礦重點工程，要求在較短的時間內完工，工期要求緊，四採上部回風石門設計為直牆半圓拱形巷道，巷道淨寬4.5m，淨高2.8m。
支護形式為錨噴支護和架棚支護，坡度為200上山，巷道傾斜布置由上往下一次穿過12s，12s煤層為我礦主要可採煤層之一，如果採用錨網噴支護，每段煤層巷道前後5.0m，提前採用錨網噴支護，分段順巷長度為5+1.65÷5=11.
65m，總順巷長度為40.05m，金屬拱形棚子80架。採用架棚支護施工方法，無形中的投入大量的棚子占用大量的資金，造成開拓成本增加。
如果採用錨網噴聯合支護技術，合理的組織施工，就能提高生產效率，減少勞動強度，從而降低開拓材料成本。
二、 組織施工
（一） 支護材料及要求
1、 支護材料
用￠6-￠8㎜鋼筋網，網孔為150×150㎜，望便搭接200㎜，採用12＃鉛絲綁牢。管縫錨桿由厚度2-2.5 ㎜鋼板捲製而成，長度1.
8m，外徑￠43㎜，托板為5㎜厚鋼板壓制成「凸」型托板。
採用企新水泥廠馬牌425＃普通矽酸鹽水泥，自燃陶粒，以自燃後的煤矸石為主，加一定的外加劑，當其形成自燃陶粒後，利用粒徑小於5 ㎜部分代替沙子，而粒徑為5-10㎜的則代替石子，這樣，自燃陶粒就可以完全代替原混泥土中的砂石，而用於井下巷道中，做噴射混泥土支護。建材廠生產的速凝劑，按配合比配好作為噴漿材料。
2、超前支護
每次開始掘進之前，在工作面巷頂利用管縫錨桿現行支護，按35-400傾角考慮在工作面巷頂大一排錨桿，錨桿間距0.8m，形成傘狀結構護頂，超前控制頂板不少於1.5m，超前支護不少於5根。
3、 臨時支護
用管縫錨桿進行臨時支護，要堅持找掉制度，找清浮掉，並且打好護頂點柱，在護頂臨時支護下打錨桿。或採用先初噴50㎜厚的封閉漿，然後再打管縫錨桿，管縫錨桿間距0.8m，每排不少於10根。
4、 永久支護
錨網噴支護施工掘進迴圈距離最大不超過1.2m，在超前護頂帽幹的範圍內進行。打護頂錨桿及時掛網，用托板壓住網片，網邊搭接200㎜，用12＃鉛絲綁牢，及時進行噴成巷。
三、 施工要求
1、施工時為安全起見，可先決出上半部，採用淺眼放小炮施工，大雁迴圈進度不超過1.2m，周邊眼採用密集布置，隔眼裝藥的爆破法，以保證巷道成型。
2、風鎬或手鎬刷碹帽，鬆散岩石用風鎬刷碹帽，風鎬刷不動時採用放鬆動炮。上半部掘出後及時打錨桿掛網護頂，並進行噴漿成巷施工。對於下半部待矸石扒出後，掘下半部，矸石出清後，兩幫及時打錨桿及掛頂噴漿使之成巷。
充分利用管縫錨桿的適應塑性岩層的原理，使巷道圍堰趨於穩定狀態，掘進時要掘一炮護頂一炮。3、使用自己加工的錨桿推進器，杆體長度350㎜兩頭做成釺尾，大錨桿前線把管縫錨桿托板套上，托板凸處向外，然後插入錨桿眼，用大錘頂好位，然後將推進器一頭插入風錘卡釺套子上，另一頭先套上厚度20㎜鋼板割制的圓形擋板，插入管縫錨桿尾部，利用風錘的衝擊力打入錨桿，使之錨桿托板與岩石緊貼。
四、 支護效果分析
通過採用錨網噴支護四採回風石門40m，與u型棚巷道相比，巷道整體變形量較小，斷面收縮率有所降低。因此這種支護方式較好的保持了巷道的穩定。由以上結果可以看出，在穿過煤層的巷道中，採用錨網噴支護比用u型棚支護的效果好。
u型棚支架雖有抗壓性能好，承載能力大等特點，但由於鬆軟破碎的岩石，穿過煤層，支護在受壓變形的同時，圍岩散壓力一直處於上公升狀態，較難穩定，並由於支架的變形不能適應圍岩的變形，而且此種支護也不能封閉圍岩，防止表面岩石的風化，故很難維持巷道的穩定，而錨網噴支護及各種支護的優點，將鬆散的圍岩能結合成整體，這樣就改善了圍岩的物理力學效能，從而形成可靠有效的結合拱結構，提高了支護的承載能力和穩定性，降低了底鼓應力的集中度，有效的控制了巷道的變形量。
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