淺談開(kāi)拓巷道錨網(wǎng)噴聯(lián)合支護(hù)技術(shù)應(yīng)用研究

郭愛(ài)生

(山西焦煤煤炭銷(xiāo)售總公司， 山西太原 030013)

錨網(wǎng)噴聯(lián)合支護(hù)，主要是利用錨桿的懸吊作用、組合梁作用、錨桿楔固作用及擠壓加固拱作用。在我集團(tuán)公司中盛煤礦的技改巷道掘進(jìn)中，更好地利用了錨桿前三種作用。

汾礦集團(tuán)公司中盛煤礦自2003年開(kāi)始，進(jìn)行30萬(wàn)t/a的礦井技改。開(kāi)拓巷道沿7#煤頂板掘進(jìn)，上覆4.0～6.0 m的k4石灰?guī)r，底板為8.0～9.0 m厚的灰色泥巖及砂質(zhì)泥巖。采用錨網(wǎng)噴聯(lián)合支護(hù)技術(shù)，不僅能夠顯著提高巷道支護(hù)效果，提高安全系數(shù)，而且可以節(jié)約大量的支護(hù)和維修費(fèi)用；在減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度的同時(shí)，能夠改善井下作業(yè)環(huán)境，為礦井的早日投產(chǎn)創(chuàng)造條件。它與傳統(tǒng)的棚式支護(hù)相比，具有十分明顯的技術(shù)優(yōu)越性。因此，被廣大的煤礦所接受，近此年來(lái)尤為迅速。同時(shí)，錨網(wǎng)噴聯(lián)合支護(hù)存在隱蔽工程，一旦施工質(zhì)量有問(wèn)題，極易造成冒頂事故的發(fā)生，因此，現(xiàn)場(chǎng)施工就成為錨網(wǎng)噴支護(hù)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。這就要求現(xiàn)場(chǎng)的技術(shù)人員和操作人員認(rèn)真學(xué)習(xí)作業(yè)規(guī)程，對(duì)錨網(wǎng)噴聯(lián)合支護(hù)的施工工藝必須了解、熟悉和掌握。

1 頂錨桿施工工藝

1.1 頂錨桿施工工藝流程

下面是開(kāi)拓巷道斷面圖。如圖1所示。

圖1 技改巷道斷面圖

頂錨桿及角錨桿施工工藝流程為：掘進(jìn)—鑿掉傘檐活石—煤巖分運(yùn)—初噴—鋪金屬網(wǎng)—托上鋼筋托梁—臨時(shí)支護(hù)—鉆頂板錨桿孔—清孔—錨桿帶上托盤(pán)和螺母—安裝樹(shù)脂藥卷和錨桿—用錨桿機(jī)攪拌樹(shù)脂藥卷至規(guī)定時(shí)間—停止攪拌等待1min左右—擰緊螺母—安裝其他頂錨桿。

1.2 頂錨桿及角錨桿的安裝要點(diǎn)

中盛煤礦頂錨桿采用左旋無(wú)縱筋螺紋鋼錨桿，桿體公稱直徑16mm，長(zhǎng)度1600mm。頂錨桿及角錨桿的安裝要點(diǎn)如下：

1)錨網(wǎng)噴緊跟掘進(jìn)頭及時(shí)支護(hù)。

2)鉆孔前，先進(jìn)行初噴30～50mm，以消除圍巖的集中應(yīng)力。

3)鉆孔深度，根據(jù)頂錨桿的長(zhǎng)度確定鉆孔的深度(1600+50)mm。錨固劑使用K2335樹(shù)脂錨固劑。

4)錨桿鉆機(jī)配專用攪拌器攪拌樹(shù)脂藥卷，錨桿鉆機(jī)先慢速旋轉(zhuǎn)，嚴(yán)禁鉆機(jī)不旋轉(zhuǎn)直接就把錨桿直接頂入(鉆機(jī)不旋轉(zhuǎn)就把錨桿直接頂入不能攪拌好錨固劑)，待錨桿全部進(jìn)入錨桿孔后，全速旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)時(shí)間控制在30s左右時(shí)間，且中途不得停機(jī)。停止旋轉(zhuǎn)后等待1min左右(等待1min是為了錨劑能夠初凝)，換上安裝器擰緊螺母。

5)利用錨桿鉆機(jī)配安裝器擰緊螺母，擰緊力矩達(dá)到140 N·m，要點(diǎn)動(dòng)錨桿鉆機(jī)擰緊螺母，以防止操用手柄傷人。

6)錨桿間排距允許偏差±100 mm。

7)噴砼后，錨桿外露長(zhǎng)度不大于50 mm。

8)由于頂部角錨桿的主要作用是防止頂板沿幫部切落，角錨桿合理的安裝角度，可以使角錨桿在水平方向上有合理的投影長(zhǎng)度，從面有效的防止頂板沿幫部切落。此角錨安裝角度，必須符合設(shè)計(jì)要求，與頂板成75°角。

9)金屬網(wǎng)壓茬不小于100 mm，且相鄰兩塊之間用12#鐵絲相連，連接點(diǎn)要均勻布置。

1.3 頂錨桿的安裝步驟

以我集團(tuán)公司中盛煤礦頂錨桿的安裝為例，來(lái)介紹頂錨桿的安裝步驟。

1)對(duì)圍進(jìn)行初噴30～50 mm，以消除圍的集中應(yīng)力。

2)掛金屬網(wǎng)，金屬網(wǎng)要有壓茬，搭接長(zhǎng)度不小于100 mm。

3)托上鋼筋托梁，并進(jìn)行臨時(shí)支護(hù)，臨時(shí)支護(hù)如圖2所示。

4)用MYT—125液壓錨桿鉆機(jī)鉆孔，鉆眼時(shí)為便于操作，應(yīng)順序使用短、長(zhǎng)鉆桿，短鉆桿長(zhǎng)0.4 m，長(zhǎng)鉆桿長(zhǎng)1.6 m，先使用短鉆桿鉆眼，后換1.6 m長(zhǎng)鉆桿。鉆孔時(shí)鉆機(jī)升起，開(kāi)動(dòng)錨桿鉆機(jī)進(jìn)行鉆孔，然后再用長(zhǎng)鉆桿鉆夠眼深，為使準(zhǔn)確掌握眼深，應(yīng)在長(zhǎng)鉆桿上用白油漆標(biāo)出終孔位置。孔深要求為(1600+50)mm，并保證鉆孔角度。鉆頭鉆到預(yù)定深度后下縮錨桿鉆機(jī)，同時(shí)清孔，用高壓水清除鉆孔內(nèi)的泥漿。

5)樹(shù)脂錨桿安裝前，先用桿體測(cè)量孔深，并在桿體上作出孔深標(biāo)志，然后用錨桿體將樹(shù)脂藥卷送至孔底。錨桿體套上托盤(pán)，帶上螺母，錨桿機(jī)與錨桿桿體連接，順時(shí)針攪拌30s，同時(shí)將桿體勻速推至孔底。攪拌完畢后，等1min，將桿、機(jī)分離，為防止桿體在藥卷固化前下墜，在孔口處將錨桿臨時(shí)用木楔或小石塊擠住。至少等10min后安裝鐵托板，用力矩板手將螺母擰緊到140N·m，該錨桿即安裝完畢。

圖2 臨時(shí)支護(hù)圖

2 幫錨桿施工工藝

2.1 幫錨桿施工工藝流程

幫錨桿施工工藝流程為：鉆孔—清孔—安裝樹(shù)脂藥卷和錨桿—等待1min左右—(鋪網(wǎng))擰緊螺母—安裝其他幫錨桿。

2.2 幫錨桿的安裝要點(diǎn)

我集團(tuán)公司中盛煤礦幫錨桿采用Q235圓鋼錨桿，桿體公稱直徑16 mm，長(zhǎng)度1600 mm。下面以該礦為例，介紹幫錨桿的安裝要點(diǎn)。

1)鉆孔深度，根據(jù)幫錨桿的長(zhǎng)度確定鉆孔的深度(1600+50)mm。

2)用煤電鉆配專用攪拌器攪拌樹(shù)脂藥卷，要先慢后快轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)時(shí)間控制在30s左右時(shí)間，且中途不得停機(jī)。

3)用力矩扳手給錨桿施加80 N·m的預(yù)緊力。

4)錨桿間排距不得超過(guò)設(shè)計(jì)值-100～+100mm。

5)螺母距錨桿桿體尾端露出托板≤50mm。

2.3 幫錨桿的安裝步驟

以我集團(tuán)公司中盛煤礦幫錨桿的安裝為例，來(lái)介紹幫錨桿的安裝步驟。

1)用ZMS—12煤電鉆，配Ф23麻花鉆桿和Ф27雙翼鉆頭，打鉆孔，孔深控制在(1600+50)mm。錨固劑使用K3537樹(shù)脂錨固劑。

2)用專用攪拌器與煤電鉆相連，開(kāi)機(jī)攪拌，先慢后快，將幫錨桿全總部插入鉆孔后，全速旋轉(zhuǎn)攪拌30s，攪拌過(guò)程必須連續(xù)進(jìn)行，中途不得間斷。停止攪拌等待1min左右。

3)卸下攪拌器，用力矩扳手安裝螺母，使幫錨桿預(yù)緊力達(dá)到80 N·m。

3 復(fù)噴的施工要求

1)噴射混凝土使用425#水泥，噴厚(100±30)mm。

2)沙為純凈的河砂，石子粒直徑小于20mm，將粒徑大于15mm的石子控制在20%以下，石子過(guò)篩，并用水沖洗干凈，配比為水泥∶砂∶石子=1∶2∶2。

3)速凝劑型號(hào)為J85型，摻入量一般為水泥重量的2%～3.5%，噴淋水區(qū)時(shí)，可酌情加大速凝劑摻入量，速凝劑必須在噴漿機(jī)上料口均勻加入。

4)調(diào)整到合適的水灰比：0.4～0.5之間。噴射過(guò)程中，應(yīng)根據(jù)出料量的變化，及時(shí)調(diào)整給水量，保證水灰比準(zhǔn)確，要使噴射的濕混凝土無(wú)干斑，無(wú)流淌，粘著力強(qiáng)，回彈料少。

5)噴射順序?yàn)椋合葔蠊?，從墻基開(kāi)始自下而上進(jìn)行，噴槍頭與受?chē)娒鎽?yīng)盡量保持垂直。噴槍頭與受?chē)娒娴拇怪本嚯x以0.8～1.0 m為宜。

6)一次噴射混凝土厚度20～30 mm，并要及時(shí)復(fù)噴，復(fù)噴間隔時(shí)間不得超過(guò)2h，否則應(yīng)用高壓水重新沖洗受?chē)娒妗?/p>

7)噴射工作結(jié)束后，噴層必須連續(xù)灑水養(yǎng)護(hù)28d以上，7d以內(nèi)每班灑水1次，7d以后每天灑水1次。

4 結(jié)語(yǔ)

我集團(tuán)公司中盛煤礦自2003年以來(lái)，對(duì)該礦進(jìn)行了30萬(wàn)t/a的礦井技改。經(jīng)過(guò)不斷的實(shí)踐探索，證明錨網(wǎng)噴聯(lián)合支護(hù)工藝不僅保證了支護(hù)要求，提高了工程速度，而且降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，降低了支護(hù)成本，對(duì)我集團(tuán)公司中盛礦的巷道支護(hù)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。同時(shí)，中盛礦制定了《錨網(wǎng)噴支護(hù)巷道工程質(zhì)量檢查標(biāo)準(zhǔn)及評(píng)分辦法》，有力保證了礦井井下的安全生產(chǎn)。

[1] 東兆星， 吳士良. 井巷工程[M]. 北京：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社,2004.

[2] 煤礦井巷工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)[S].MT5009-94.