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摘 要:本文针对七台河龙湖煤矿三采区三段绞车道发生破坏性底鼓的问题,首先通过测试该条巷道的顶底板和两帮的岩样获得了该条巷道顶底板和两帮围岩的力学强度并结合现场观察以及该采区实际地质环境,分析了该条巷道产生破坏性底鼓的原因。
关键词:巷道底鼓;轨道下山;数值模拟;控制技术
1三采区三段绞车道支护参数的确定
为了更好的控制住三采區三段绞车道的底鼓,保证采区的正常生产。根据三采区三段绞车道的具体情况并结合数值模拟的方案三以及现场的实际情况,将三采区三段绞车道的支护体系作必要的优化。具体措施如下:
(1)全面检查本巷道两帮和顶板的锚杆支护状况,并在失效锚杆区域补打锚杆,锚杆采用φ22左旋螺纹钢锚杆,长度1.7m、锚深1.6m、锚固长度为0.7m,锚固方式采用端锚,锚固力为60KN,锚杆的排距和间距要和原支护体系相吻合,对锚索预紧力不够的区域要增加预紧力。
(2)为了保证三采区三段轨道下山的使用,应对三采区三段轨道下山组织一次拉底工作,并将整个地板下卧200mm。
(3)待巷道底板拉底并下卧完成后,对整个三采区三段轨道下山的底板采用全长锚固,底板锚杆支护采用注浆锚杆和普通锚杆组合支护的方式。注浆锚杆采用长度为1900mm的注浆锚杆,每隔三排锚杆设置一对注浆锚杆,注浆锚杆为靠近底角锚杆的两根垂直锚杆,底板锚杆间距为600mm,排距600mm,两根底角锚杆与底板夹角为45°其余锚杆与底板垂直布置,锚杆的外露长度必须不大于200mm。
(4)待底板锚杆安置完毕后在巷道底板铺设一层水泥沙,一方面可以防止注浆时浆液外溢,保证注浆效果;另一方面可以掩盖底板锚杆的外露部分,以方便人员行走,水泥沙的铺设厚度为200mm,注浆锚杆的外围400mm之内不铺设水泥沙,以方便注浆和糊塑胶泥。
(5)待注浆锚杆安置好后,对注浆锚杆注浆,加固破碎岩体,单孔注水泥—水玻璃混合浆液50-100kg。其中水泥采用425#普通硅酸盐水泥,水灰比为0.8~1.2,水玻璃掺量为水泥用量的3%~5%。具体巷道支护设计断面图参见图1:
(6)待注浆完成后,用水泥沙将注浆锚杆的周围未铺设水泥沙的地方补上水泥沙。
(7)待水泥沙凝固完全后再在巷道内铺上轨道。
图1三采区三段绞车道巷道支护布置图
2巷道支护施工顺序及要求
(1)锚网初次耦合支护
为了尽量降低巷道的变形,应在巷道开挖后及时打眼挂网装锚杆锚索。其施工工艺要遵从锚网索施工作业规程。锚网索以自身的特点能极大的提高围岩的自承能力。
(2)锚索支护
锚索关键部位二次耦合支护应在最佳支护时间进行实施。由于该巷道节理化块状结构,为保证巷道围岩及时稳定,在上肩部的关键部位进行锚索的二次加固。此时,锚索预紧力应适当提高到不小于6t。
(3)底板锚注施工
a、依照支护方案在巷道底板的指定位置打中空注浆锚杆,其中底角锚杆要与水平方向成45°角,将注浆锚杆的尾部丝扣连接三向注浆枪头,三向注浆枪头连接至水泥出料管、水玻璃出料管和锚杆。
b、使用风动搅拌桶搅拌水泥浆,且水灰比要严格进行配比,注浆泵的两根吸料管分别插入水泥浆斜槽和水玻璃料桶。确认所有注浆管路系统完好后即启动风动注浆泵进行注浆,等待每孔完成所需要的注浆量后先进行管路泄压,随后再拧下注浆头。当浆液凝固后随即上托盘并拧紧球形螺母。其注浆工艺流程见图2所示:
图2 锚注施工工艺流程图
3注意事项
(1)注意掌握好钻孔深度;
(2)注意浆液的粘稠度;
(3)注意随时观察注浆压力;
(4)注意随时观察是否有漏浆跑浆现象;
(5)注浆人员要戴手套和保护眼睛的用具。
4总结
本文主要阐述了三采区三段轨道下山在煤层中对巷道底鼓的控制,用底板垂直设三根锚杆,并应用锚注技术联合支护,锚注支护能将松散的岩体胶结成一个整体,提高支护结构的整体性和岩体自身的承载能力,使巷道底板保持稳定,不易破坏。该条巷道采用锚注治理长度120米,通过后期观察证明:在岩体破碎,地质构造复杂,导致巷道压力较大,底鼓极为严重的情况下,应用底板打设锚杆及锚注联合支护有效的控制了底板的底鼓量,确保了巷道安全使用和正常使用的目标。同时减少了卧底的工程量和巷道的反复维修费用,更为重要的是从根本上解决了巷道底鼓的难题,并保证了巷道的安全使用和巷道的使用年限。
参考文献:
[1]穆朝元,马震.深部复杂地质条件岩巷底鼓变形机理分析与支护技术[J].煤矿安全,2016,47(04):95-98.
[2]李宗岑. 教学三矿轨道巷底鼓机理及控制技术研究[D].河南理工大学,2011.
关键词:巷道底鼓;轨道下山;数值模拟;控制技术
1三采区三段绞车道支护参数的确定
为了更好的控制住三采區三段绞车道的底鼓,保证采区的正常生产。根据三采区三段绞车道的具体情况并结合数值模拟的方案三以及现场的实际情况,将三采区三段绞车道的支护体系作必要的优化。具体措施如下:
(1)全面检查本巷道两帮和顶板的锚杆支护状况,并在失效锚杆区域补打锚杆,锚杆采用φ22左旋螺纹钢锚杆,长度1.7m、锚深1.6m、锚固长度为0.7m,锚固方式采用端锚,锚固力为60KN,锚杆的排距和间距要和原支护体系相吻合,对锚索预紧力不够的区域要增加预紧力。
(2)为了保证三采区三段轨道下山的使用,应对三采区三段轨道下山组织一次拉底工作,并将整个地板下卧200mm。
(3)待巷道底板拉底并下卧完成后,对整个三采区三段轨道下山的底板采用全长锚固,底板锚杆支护采用注浆锚杆和普通锚杆组合支护的方式。注浆锚杆采用长度为1900mm的注浆锚杆,每隔三排锚杆设置一对注浆锚杆,注浆锚杆为靠近底角锚杆的两根垂直锚杆,底板锚杆间距为600mm,排距600mm,两根底角锚杆与底板夹角为45°其余锚杆与底板垂直布置,锚杆的外露长度必须不大于200mm。
(4)待底板锚杆安置完毕后在巷道底板铺设一层水泥沙,一方面可以防止注浆时浆液外溢,保证注浆效果;另一方面可以掩盖底板锚杆的外露部分,以方便人员行走,水泥沙的铺设厚度为200mm,注浆锚杆的外围400mm之内不铺设水泥沙,以方便注浆和糊塑胶泥。
(5)待注浆锚杆安置好后,对注浆锚杆注浆,加固破碎岩体,单孔注水泥—水玻璃混合浆液50-100kg。其中水泥采用425#普通硅酸盐水泥,水灰比为0.8~1.2,水玻璃掺量为水泥用量的3%~5%。具体巷道支护设计断面图参见图1:
(6)待注浆完成后,用水泥沙将注浆锚杆的周围未铺设水泥沙的地方补上水泥沙。
(7)待水泥沙凝固完全后再在巷道内铺上轨道。
图1三采区三段绞车道巷道支护布置图
2巷道支护施工顺序及要求
(1)锚网初次耦合支护
为了尽量降低巷道的变形,应在巷道开挖后及时打眼挂网装锚杆锚索。其施工工艺要遵从锚网索施工作业规程。锚网索以自身的特点能极大的提高围岩的自承能力。
(2)锚索支护
锚索关键部位二次耦合支护应在最佳支护时间进行实施。由于该巷道节理化块状结构,为保证巷道围岩及时稳定,在上肩部的关键部位进行锚索的二次加固。此时,锚索预紧力应适当提高到不小于6t。
(3)底板锚注施工
a、依照支护方案在巷道底板的指定位置打中空注浆锚杆,其中底角锚杆要与水平方向成45°角,将注浆锚杆的尾部丝扣连接三向注浆枪头,三向注浆枪头连接至水泥出料管、水玻璃出料管和锚杆。
b、使用风动搅拌桶搅拌水泥浆,且水灰比要严格进行配比,注浆泵的两根吸料管分别插入水泥浆斜槽和水玻璃料桶。确认所有注浆管路系统完好后即启动风动注浆泵进行注浆,等待每孔完成所需要的注浆量后先进行管路泄压,随后再拧下注浆头。当浆液凝固后随即上托盘并拧紧球形螺母。其注浆工艺流程见图2所示:
图2 锚注施工工艺流程图
3注意事项
(1)注意掌握好钻孔深度;
(2)注意浆液的粘稠度;
(3)注意随时观察注浆压力;
(4)注意随时观察是否有漏浆跑浆现象;
(5)注浆人员要戴手套和保护眼睛的用具。
4总结
本文主要阐述了三采区三段轨道下山在煤层中对巷道底鼓的控制,用底板垂直设三根锚杆,并应用锚注技术联合支护,锚注支护能将松散的岩体胶结成一个整体,提高支护结构的整体性和岩体自身的承载能力,使巷道底板保持稳定,不易破坏。该条巷道采用锚注治理长度120米,通过后期观察证明:在岩体破碎,地质构造复杂,导致巷道压力较大,底鼓极为严重的情况下,应用底板打设锚杆及锚注联合支护有效的控制了底板的底鼓量,确保了巷道安全使用和正常使用的目标。同时减少了卧底的工程量和巷道的反复维修费用,更为重要的是从根本上解决了巷道底鼓的难题,并保证了巷道的安全使用和巷道的使用年限。
参考文献:
[1]穆朝元,马震.深部复杂地质条件岩巷底鼓变形机理分析与支护技术[J].煤矿安全,2016,47(04):95-98.
[2]李宗岑. 教学三矿轨道巷底鼓机理及控制技术研究[D].河南理工大学,2011.