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口孜东矿综采工作面高抽巷支护技术

作者:未知

  摘 要:深井巷道埋藏深,地压大,巷道维护困难,容易变形损坏,严重威胁安全生产。为保证安全生产,需要根据矿井损坏情况采取合理的修护技术,在二次支护和刷扩的基础上及时进行喷注浆,保证巷道修护后的支护强度满足安全生产需要。
  关键词:巷道;修护;支护;喷注浆
  中图分类号:TD712 文献标识码:A 文章编号:1671-2064(2019)10-0142-03
  1 概况
  口孜东矿地面标高为+23.52~+27.58m,一水平为-967m,该矿1313采区运煤上山受矿压影响,局部巷道底鼓、帮鼓导致影响皮带机正常运行及行人安全,需对1313采区运煤上山进行二次支护、卧底、刷扩、喷浆、注浆施工等修护工程,以保证该段巷道的安全使用。巷道一次支护设计断面图见图1,巷道二次支护设计断面图见图2。
  2 巷道修护支护形式
  2.1 二次支护
  (1)锚杆采用MG500高强锚杆,锚杆规格为Φ22×2500mm,间排距800×1600mm。锚索长度6200mm,间排距800×1600mm。按一排锚杆、一排锚索交叉循环进行布置。采用双层网铺设,钢带压茬。(2)锚网采用Φ6mm钢筋,长×宽=2000×1000mm;锚索采用Φ21.8mm钢绞线,托板钢板,施工中大小两块叠加,大托板长×宽×厚=300×300×16mm,小托板长×宽×厚=150×150×16mm,锚固剂选用MSZ2850型,H型钢带采用Φ12mm圆钢焊制,规格为1900mm和3040mm二种。(3)在巷道软硬岩层交界处、应力集中区等增补锚杆或锚索加强支护。(4)巷道二次支护及刷扩后对巷道进行喷浆及注浆施工。
  2.2 刷扩施工方法
  (1)对巷道来压影响皮带运输及通风段,进行刷扩支护,采用风镐进行作业,人工将煤矸装至皮带机上。(2)刷扩时可将顶、帮部巷道离层影响皮带机运行的部位刷除,老锚索未失效的直接复用,老锚索失效的及时补打新锚索。刷一排及时支护一排。
  2.3 喷浆施工方法
  (1)采用PC-8U型喷浆机喷浆。喷射混凝土强度C20配比(重量比)为水泥∶黄砂∶瓜子片=1∶2∶2,水灰比为0.45,翻拌均匀。速凝剂掺入量为水泥重量的4%。(2)二次支护或刷扩验收后及时进行喷浆支护,喷浆厚度不得小于80mm。输料管路要摆放平直,接头要严密,不得漏风。(3)风压应控制在0.1~0.12MPa,水压应控制在0.25MPa。保证水压比风压大0.1MPa。(4)人工搅拌时要将料搅拌均匀,配比符合要求。(5)喷浆前先用高压水或压风冲洗受喷面,并将电缆和其他设备保护好,用旧风筒布或旧皮带包裹保护,喷浆后及时去除,并及时清除喷浆回弹料。(6)喷射中输料管不得出现直角弯,通过调节水阀门控制合适的水灰比,喷枪要尽可能垂直于受喷面,喷枪距受浆面以0.8~1m为宜。喷射时喷头沿螺旋型轨迹运行,按直径200~300mm,一圈压半圈并均匀缓慢移动。(7)喷射按先下后上、先墙后拱、先凹后凸顺序分段进行,每次喷射厚度不低于50mm。(8)渗水或漏水的地段可以采用排、堵的方式来解决。(9)为消除水泥粉尘的危害,喷射时采取潮拌料、加强喷射机的密封、净化风流和个人防护等综合防尘措施。
  2.4 注浆施工方法
  2.4.1 锚注管材料及参数
  (1)底板采用煤层注水器进行注浆施工,煤层注水封孔器规格型号:FKSS-38/6。煤层注水封孔器由Ф38mm高压膨胀胶管、内置安全阀、快速连接管件组成,封孔器长1000mm。现场安装时,煤层注水封孔器必须全部放进钻孔内,严禁露在孔外。(2)浅孔锚注管采用4分的无缝焊管制作,焊管为Ф22mm、长2m、壁厚3mm,杆体上每隔200mm按T字型梅花布置φ5mm的注浆孔;端部车70mm的丝扣,另一端加工呈扁状。(3)深孔注浆锚桿采用4分无缝焊管制作而成(管径DN20mm),长度为3m、2m、1m搭配使用,两头套丝,注浆钢管之间用束结连接锚注管加镀锌钢管累计长8m。在端部使用1根杆体带眼的注浆钢管以防安设注浆管时端头被堵塞而不能出浆。
  2.4.2 锚注孔、锚注管安装、封孔施工方法
  (1)锚注孔施工。巷道底板、帮部锚注孔采用7655风锤配合Ф42mm钻头或风煤钻配煤钻杆、方尾钻头打眼,顶部锚注孔采用锚索机配合中空六角组合钻杆,钻头直径为Φ32mm。使用锚注管注浆时孔径为Φ32mm,使用注浆胶囊注浆时孔径为Φ42mm。底板锚注孔浅孔孔深1.5m、深孔孔深2m;帮、顶部锚注孔浅孔孔深3m、深孔孔深10m。锚注孔的角度、深度、间排距必须达到设计要求,钻眼结束后,用清水冲洗眼孔。锚注孔采用浅、深孔纵向交替布置。先按间排距1600mm×3200mm布置浅孔,注浆20米后在浅孔间按间排距1600mm×3200mm布置深孔。(2)封孔。为有效防止漏浆,在锚注管外段200mm处缠绕麻丝,将其装入孔内,外露长度为100~200mm。采用水泥、黄泥或矿用树脂锚固剂封孔,封堵严实。封孔前用双股12#铁丝与注浆管进行绑扎,作为注浆期间枪头的二次保护,封孔时间不少于10min,然后再进行注浆。
  2.4.3 注浆浆液配制
  (1)浆液的配制。注浆以单液水泥浆为主,水灰比为1:1,若单孔吃浆量过大,而达不到设计终压时,可增加浆液浓度,水灰比为0.7:1。配制水泥浆时力求加料严格准确,并搅拌均匀。(2)压水实验。每孔终孔安设孔口管后接通输浆管路进行注浆液试验,压力由小到大逐步升压到终压(设计压力的1.5倍)注清水2min。
  2.4.4 注浆施工工艺
  (1)采用逐排布置。单液水泥经充分搅拌→注浆泵→控制阀→孔口管→岩层裂隙。(2)根据压水结果确定起始浆液配比。注浆过程中若压力和注浆量稳定应逐级加大浆液浓度,如压力上升及进浆量减少快应依次降低浆液浓度,每改变一次浆液浓度持续2分钟。(3)注浆终孔压力必须达到设计要求。巷道注浆压力顶、帮浅孔2MPa、深孔3.5Mpa,底板浅、深孔2Mpa。注浆泵压力表的注浆压力应按要求设置,禁止人为调高或降低注浆压力。(4)对帮、顶板进行间隔式深、浅孔注浆,先按排距3.2m打浅孔注浆,每排布置12根锚注管,当浅孔一次性注浆距离≥20m后再在两排浅眼中间重新间隔3.2m打深孔进行注浆。每排为9根锚注管。(5)孔口管必须按要求埋设牢固,并安设高压阀门。注浆前必须对孔口管进行耐压试验,试验压力必须大于注浆压力1MPa。   2.4.5 注浆顺序
  注浆采用先浅孔后深孔的注浆方法,先注浅排孔,当浅孔注完20m以上时,開始注深孔。注浆排号为1、3、5、7……排,注浆排号为2、4、6、8……排。根据现场吃浆情况,调整间排距和管、孔数量,如果吃浆量较大,再在2排注浆孔中间打一排复注孔,孔(管)深和正常注浆孔(管)长度和压力一样,如此循环进行,直至孔压达到要求。
  3 工程质量要求
  3.1 锚网索喷支护参数及质量要求
  (1)锚杆外露长度10~50mm。(2)锚杆螺母扭矩力不小于260N·m,抗拔力不小于120kN,锚杆垂直巷壁,允许偏差≤5°。(3)锚网搭接不小于100mm,双股12#铁丝联网,联网点间距不大于200mm。处理隐患及二次支护期间,采用铺设双层锚网。(4)锚索间排距允许偏差±100mm,预紧力不小于160kN。锚索保证生根在稳定岩层中长度不小于2m,否则可适当增加锚索长度。(5)锚索垫板必须紧固,构件齐全,严禁使用不符合规定的支护材料。(6)锚网压茬处必须用H钢带固定好。
  3.2 刷扩施工技术质量要求
  (1)帮、顶来压变形部分,必须刷扩至实茬,刷扩后锚网索要求紧贴岩面。(2)刷扩处新旧锚网必须进行搭接并联网。
  3.3 喷浆施工技术质量要求
  (1)严格按照配比配置喷浆料,拌料要均匀,喷浆表面平整度≤50mm(1m2范围内),表面基本饱满密实,无明显凸凹现象。(2)喷砼过后必须洒水养护28天,7天之内每小班一次,7-28天内每天一次。
  3.4 注浆施工技术质量要求
  (1)注浆孔间排距误差及孔深误差均控制在±100mm范围以内,帮、顶部锚杆角度不小于75°,底脚锚注管与底板成30°~45°角,距底板不大于1500mm。(2)严格控制注浆参数、浆液配比和注浆终压,满足设计要求。(3)每孔终孔测水后接通输浆管路进行压水试验,压力由小到大逐步升压到终压或注清水2分钟。(4)由于注浆作业中注浆量的大小及注浆质量的好坏隐蔽性强,所以必须抓好质量控制的日常管理工作,必须设专人负责注浆孔号、压力和注浆量原始资料记录和整理工作,以便分析和评估注浆效果。(5)注浆效果检验:验收采用注水泥浆试压法,每15~25m为一组验收点(现场随机抽点打眼)。每组验收测点不得小于3个(顶部一个,帮部两个),检验孔布置在二排注浆孔中间,孔深3m,预埋2m注浆管。验收时压入水灰比1:1的浆液,在设计压力下,每个测点注浆量不大于0.1m3/min,巷壁不渗浆液时该测点为合格。申请验收范围内所有测点验收后,有2个测点不合格,验收视为不合格。
  4 结语
  根据巷道层位地质条件和服务年限,进行合理的支护形式设计,并在巷道施工过程中加强工程质量管理,使巷道支护强度满足了安全生产需要,保证了工作面回采期间的瓦斯抽采效果,为综采工作面安全生产打下了坚实基础。
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