大斷面硐室交岔點錨網梁支護施工技術

韓新明

為了保證安全,先在4號交岔點進行錨網噴支護施工,根據取得的經驗,進一步進行了完善,并在皮帶機頭硐室及5號、6號、7號、8號、9號交岔點推廣應用,實踐證明,采用大斷面錨網噴支護效果理想,值得推廣。下面以4號交岔點對錨網噴技術加以說明。

1 工程概況

4號交岔點位于西區材料下山上部車場內,通向西區皮帶下山皮帶機頭,全長13.9 m,巷道凈寬4.5 m～7.2 m,凈高3.75 m～5.1 m。

2 支護作用機理

圍巖坡度18°左右,屬于穿層施工,放炮后往往會產生離層,不易光爆成型,因此光爆后立即初噴,一方面可及時封閉圍巖,另一方面噴漿可充填層間裂隙,以增加其粘結強度。錨桿將各巖層連接組合成組合梁結構,共同承受彎曲變形,可大大增強層狀圍巖的抗彎強度。由于所處巖層的強度均較低,應在噴層的外表加一層用錨桿壓接的整體密網,采取“噴、錨網”聯合支護。錨桿的長度和密度應考慮能將幾層巖石連接成組合梁結構,盡量將強度低與強度高的巖層錨在一起。考慮到所施工巷道服務時間長,加打錨索,其長度根據上部圍巖情況而定。要錨入堅固圍巖300 mm以上,下部圍巖通過錨索由上部堅硬圍巖牽引,大大降低巷道的跨度。

3 支護形式

采用雙層錨網噴支護,噴厚 250 mm(初次 150 mm,二次100 mm),φ 20×2 000左旋高強錨桿全錨,錨桿間排距 800 mm。另外,每3 m布置一組錨索,從拱部距底2 m處開始按2 m間距布置,錨索長度8 m。

4 施工方法

4號交岔點穿過中等穩定巖層,由于巷道斷面較大,為了使頂板一次暴露面積不致過大和施工便利,采用上下臺階施工,上下臺階距離5 m。先將巷道上部掘出,并將其頂部先行錨噴,若巖石條件差時,余下周邊噴上一層厚30 mm～50 mm的混凝土或砂漿,然后再進行起底施工巷道下部,隨即進行錨噴。

4.1 施工工藝

掘進班：上臺階：交接班→敲幫問頂→畫輪廓線定眼位→打眼→(瓦檢)裝藥、連線→(瓦檢)放炮、通風(瓦檢)→敲幫問頂→臨時支護→出渣→錨網梁支護→打錨索。下臺階：定眼位→鉆眼→爆破→出渣→施工幫部錨桿。

噴漿班：交接班→拌料→噴射混凝土→清理。

4.2 臨時支護

臨時支護形式為吊環前探梁支護,吊環采用直徑18 mm的圓鋼焊制,數量4個,吊環上螺母與基本支護的錨桿螺母相同,前探梁采用3寸鋼管制作,長度為3.5 m,數量2根,間距1.6 m。

4.3 柱墩及岔口

柱墩是交岔點受力最大的地方,柱墩及岔口的施工是整個工程的關鍵,因此必須盡力保證該處圍巖的完整和穩定,抓好施工質量。當交岔點掘進到柱墩處時,先留一層厚300 mm～400 mm的光爆層,待其他部分掘噴錨后,再用打淺眼放小炮(眼距 150 mm)的方法刷出柱墩。為了保證柱墩承載能力,避免以后受動壓后破壞,采用澆灌混凝土進行支護。

5 注意事項

1)繪制施工大樣圖,地測組及時標定中腰線,施工由外向內按設計寬度、高度進行。2)要求光面爆破,保證巷道成型,盡量減少巷道超挖量,以免造成巷道應力集中。a.眼痕率：不小于50%。b.巷道超、欠挖尺寸在±150 mm以內。c.巷道周邊圍巖成型符合設計輪廓,巖面不應有明顯的爆震裂隙。3)在交岔點施工中首先應確定好開口位置,在開口兩側5 m范圍。先對兩幫進行支護,保證巷道圍巖的穩定,并對頂部加打錨索,間排距以不大于跨度的1/3為宜。巷道開口后,及時對三角帶進行支護,以防三角點擴大。4)如頂板破碎時,放炮后立即向圍巖表面薄噴一層3 mm～5 mm的混凝土,混凝土材料配比為：水泥∶石子∶砂子=1∶1∶1,混凝土強度不低于C25,然后鋪網移前探梁。5)二次復噴的時間根據圍巖情況而定,一般在全部完工后及時進行,如果頂板不好應在一次噴射后5 d內完成。6)上下接槎處網的搭接預先留下不噴,避免造成接槎處兩張皮。7)混凝土的養護,每2 h～3 h噴水一次,時間不得少于28 d。

表1 材料消耗對比表(總進尺)

6 材料要求

1)水泥：應選用425號標號以上的硅酸鹽水泥。2)材料配比：水∶水泥∶砂子∶石子=0.45∶1∶2∶2,混凝土標號不得低于C25。3)人工拌料不得少于3次,并做到隨拌隨用。

7 經濟效益

從表1中可知,4號交岔點采用錨網噴比砌碹材料費少0.83萬元,如果加上人工費可以節約更多。龐龐塔礦共施工5個交岔點和1個硐室,可以節約材料費5萬元以上。

4號交岔點施工5個月后監測,工程質量完全合格,其他交岔點和1個硐室施工后也創優良工程。

錨網噴巷道能及時封閉圍巖,減少巖石暴露時間,因此在交岔點等大跨度巷道采用錨網噴支護,再加打錨索作為輔助支護有很好的推廣價值。

8 問題與建議

1)交岔點處一般跨度大,因此循環進度不宜過大,以1 m左右為宜。2)錨索要緊跟迎頭,避免頂板離層。3)錨桿的錨固力一定要達設計要求,放炮前后要對錨桿及時緊固。

[1] 顧文卿.煤礦礦井支護新技術與支護設計計算及支護產品選型設計、維護實用手冊[M].北京：中國煤炭工業出版社,2007：7.

[2] 張榮立,何國緯,李 鐸.采礦工程設計手冊[M].北京：煤炭工業出版社,2006：3.