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深部破碎围岩巷道二次支护实践
作者:管理员    发布于:2016-07-30 08:45:12    文字:【】【】【

  宋召谦李志深朱焕然吕玉芝吴茂胜数选择提出了建议和结论。

  随着矿井开采深度的加,深部破碎围岩巷道支护成为目前巷道支护中的一个难题。因此,研究解决这一难题具有非常重要的现实意义。我们通过对深部破碎围岩巷道支护技术研究和实践,对我矿原来采用的喷、锚、喷+锚、网、喷二次支护技术进行了改进。我矿在一400扩大区石门、一400新水仓和315运输大巷等地点应用这项改进后的二次支护技术,减少了巷道的维护量,降低了支护成本强了支护的可靠性,提高了生产的安全性。下面以一400扩大区石门为例,介绍该项支护技术。

  1原支护设计400北区石门是南冶矿第三水平开拓巷道,埋深600m以上,断面为直墙半圆拱形,设计长度2635m,掘进断面宽46m、墙高16m,断面积157m2,设计米用喷、锚、喷+锚、网、喷二次支护。该巷在施工至348m时揭露F22大断层,断层落差340m.下盘岩石为下二迭系石盒子组中部杂色粘土层,岩石松散,遇水膨胀;上盘岩石为上侏罗纪蒙阴组红色砂岩,性脆,裂隙发育。上下盘在断层前后各50m范围为断层破碎带,岩石完整性较差,加之伴有淋7水巷道支护后极易变形,原设计的二次支护不能有效支护顶板。

  2二次支护技术支护强度是控制巷道围岩变形的关键因素,对于破碎软岩巷道这一点尤为突出。通过查阅有关资料和调研后我们认为,根据南冶煤矿扩大区石门巷道围岩破碎的实际赋存状况19只有采取锚杆支护护与锚芦护想结合,才能保证巷道围岩变形控制在许可范围内。具体方案是在喷、锚、喷+锚、网、喷二次支护后,用特制注浆锚杆进行壁后注浆。从采用后的实际效果看,这一支护形式达到了预期的目的。

  1支护参数螺纹钢等强锚杆。岩层中锚杆锚固力不小于100kN,煤层中锚杆锚固力不小于70kN.锚杆外露长度保持在36 ~50mm之间。托盘使用圆形球墨铸铁托盘,底角锚杆使用圆形异型铸铁托盘,锚杆均使用配套标准螺母紧固。每根锚杆使用2卷Z2850型树脂锚固剂卷加长锚固。

  金属网采用10铁丝编织的经掉网,规(mm),网格尺寸80(mm)。联网用10铁丝,每200mm扭结一处。

  喷射混凝土使用标号不低于425的水泥,砂为纯净的河砂,石子粒直径小于20mm,将粒径大于15mm的石子控制在20以下。混凝土强度在C18以上、抗压强度为14MPa,水泥:砂:石子配比为1的2~3.5.喷拱部时速凝剂掺量取上限,喷淋水区时可酌情加大。

  22支护工艺采用初喷作临时支护,厚度不小于30mm.初凝20分钟后,按间排距1200X1200(mm)钻销杆孔安设遍销杆,并将150mm长的铁丝压在托盘下作标记,然后拉线一次喷射混凝土,喷厚120mm,完成一次支护。喷浆前将铁丝标记拉至与巷道轮廓线垂直,以便喷浆后铁丝露在喷层之外,作为布置第二遍锚杆的标志,并在二次支护时用来拴金属网。

  ~100m.第二遍锚杆的间排距不变,按遍锚杆预留标志呈五花布置。金属网用第二遍锚杆的托盘压紧,并用上述一次支护时预留的铁丝拴紧,然后喷射混凝土盖网,喷厚20~40mm.后进行壁后注浆,完成支护。

  3锚注支护技术31注浆锚杆注浆锚杆用无缝钢管加工而成,直径22mm,长度有1400mm和2000mm两种,可根据预计注浆达到的扩散深度即加固围岩深度而定。杆体周围分别按150mm距离钻取直径8mm的散浆孔,在尾端套上100mm的螺纹丝作上注浆阀之用。

  2主要工艺流程321钻孔),锚杆孔用032mm柱齿钻头钻取,目眼孔深度比注浆锚杆长50~100mm.废孔要用水泥封严封实,以免注浆过程中跑浆。

  322安装注浆锚杆脂锚固剂卷锚固注浆锚杆,以防注浆时因压力大,将注浆锚杆推出。注浆锚杆外露部分以100~150mm为宜,注浆锚杆安装后,用快硬水泥封堵孔a(封孔长200mm,以防注浆时跑浆。

  32.3注浆工艺注浆采用ZTGZ型注浆泵。首先按质量比配制水泥注浆液,水泥浆配比水:水泥为1:1.再根据现场实际确定注浆压力,以不跑浆和破坏喷层为原则,一般为2~ 3MPa,当压力达到4MPa时,必须立即停止注浆。注浆量以注浆压力的大小而定,一般顶板两侧肩窝处和顶部注浆量较大,两帮注浆量较小。

  注浆软管采用直径20mm的高压软管。

  采用直径15mm的高压截止阀8个,0~ 6MPa压力表1块。

  注浆时按照由下而上的顺序进行,先注巷道两帮再注巷道顶部,注完一根后,将锚杆上截止阀关闭,待水泥凝固6 ~8小时后方可卸下截止阀。在注浆过程中,如浆液消耗量大,压力上升缓慢,应加大注浆液中的水泥比例,水:水泥为0 4应用效果及几点结论1应用效果改进后的二次支护技术的关键在于通过注浆改变了岩体的力学性能,提高了整个支护体系的支护效果。从现场实际来看,巷道支护效果明显提高,达到了预期目的。

  42几点结论通过在现场采用改进后的二次支护技术的实践,结合矿压观测数据的分析,我们得出了以下几点结论:注浆后浆液将松软破碎的围岩胶结成胶体,提高了岩体强度,实现利用围岩自身作为支护结构的一部分,且与原岩形成为一个整体在动压作用下不易产生破坏。

  注浆后使得混凝土喷层壁后充填密实,保证荷载能均匀的作用在喷层上,避免出现应力集中点而首先破坏。

  利用注浆锚杆注浆充填围岩裂隙,配合锚喷支护,可以形成一个多层有效组合拱即喷网组合拱及浆液扩散拱,从而扩大了支护结构的有效承载范围,提高了支护结构的整体性和承载能力。

  注浆后使得作用在拱顶上的压力能有效地传递到两帮,通过对两帮的加固又能把荷载传递到底板;同时由于组合拱厚度的加大又能减小作用在底板上的荷载集中程度,从而减小底板岩石中的应力,减少底板的塑性变形,减轻底臌;底板的稳定有助于两帮的稳定,而底板及两帮的稳定又能保持拱顶的稳定。

  注浆加固后能使锚杆实现全长锚固,从而提高了锚杆的锚固力和可靠性,保证了支护结构的稳定;且注浆锚杆本身亦为全长锚固锚杆,它们共同将多层组合拱联成一个整体,共同承载,提高支护结构的整体性。

  注浆使得支护结构的断面尺寸加大,这样围岩作用在支护结构上的荷载所产生的弯距减小,降低了支护结构的承载能力,扩大了支护结构的适应性。

  采用注浆锚杆注浆可以封堵围岩裂隙,隔绝空气,防止围岩风化,且能防止围岩被水浸湿而降低围岩的本身强度。

  宋召谦男,1964年出生。大学学历。现任新汶矿业(集团)公司南冶矿总工程师,工程师。长期从事生产技术管理工作,发表论文数篇。

  (:2006―04―19责任编辑:胡林)济二矿较薄煤层自动化开采项目达国际先进水平一种主要适用于较薄煤层自动化开采的皿02125/556―界0型采煤机在兖矿集团济二矿完成工业性试验。4月3日,由山东省科技厅组织的专家鉴定会在北京西郊宾馆进行,《较薄煤层自动化开采成套装备及工艺研究项目》一致通过专家组认定。该项目达到国际先进水平,它的研制成功改变了长期以来薄煤层高效开采装备需要进口的局面。

  该矿与天地科技股份有限公司开采所、天地上海科技分公司、天地天玛公司合作,深入细致地进行项目调研、方案设计、论证与审查,结合矿井地质条件和生产实际,确中双链刮板输送机,液压支架配备电液控制系统,具有功率大、可靠性高、自动化程度高等显著的特点。采用非机载变频系统,提高了采煤机的适应性,装煤效果良好。液压支架采用电液系统控制,可实现自动跟机移架和推溜,提高了系统的自动化,减少了综采工作面的劳动强度和劳动人数,提高了综采工作面的生产效率和经济效益。

  据悉,该套设备在工业性试验期间,系统各环节运转正常,高日产5796t,平均日产3510t,高工效1054t/工,平均工效628t/工,工作面回采率达98各项指标均创较薄煤层一次采全高综采工作历史定采禺大功率滚筒采煤机与大功率率、高避度nic高记录。Huse. A11r自爨信息》鲫)

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