板集煤礦主膠帶機石門（上段）設計及施工實踐

摘 要：板集煤礦主膠帶機石門（上段）會穿過多個煤巖層，基于該石門（上段）圍巖特點，結合其他巷道支護效果采取不同區段不同支護方式，有效確保了主膠帶機石門（上段）安全施工和后期穩定，為礦井類似地質條件下巷道安全施工積累了經驗。

關鍵詞：石門；支護方式；支護參數；支護質量

井下巷道掘進施工過程中的支護方式是否合理是確保巷道服務過程中保持穩定的基礎，受到地質構造、地應力、工程設計等多方面因素影響，在考慮巷道的服務用途方面的基礎上統籌兼顧，進行支護設計[1-4]。由設計資料可知，板集煤礦主膠帶機石門（上段）會穿過7-1煤、7-2煤和8煤等多層煤層，且煤層厚度和煤層間距均不超過3m，煤巖體穩定性較差，對主膠帶機石門（上段）的施工造成不利影響。因此，如何選擇支護形式是確保主膠帶機石門（上段）安全施工的基礎。根據主膠帶機石門（上段）圍巖特性，設計人員決定針對圍巖特性采取不同區段不同支護方式來確保該石門（上段）的安全施工。

1 工程概況

主膠帶機石門位于礦井五條石門中間位置，南北分別與軌道二石門、回風一石門相鄰。本次支護設計主要針對主膠帶機石門（上段）進行設計，該段巷道坡度8°，位于主膠帶石門上部變平點以西130m范圍內。根據礦井地質部門提供的主膠帶機石門（上段）預想地質剖面圖可知，該段巷道主要將揭露7-1煤至8煤頂板巖性，自西向東巷道依次預計巖性為：7-1煤、泥巖、7-2煤、泥巖、8煤、砂質泥巖、煤線、泥巖。該主膠帶石門（上段）巷道施工范圍總體為一向東偏北傾斜的單斜構造，地層傾角約3°～5°。由圍巖物理特性實驗可知：7-1煤呈黑色，含有炭質泥巖夾矸1層，煤厚0.85-1.45m；7-1煤和7-2煤中間巖層為細砂巖-砂質泥巖，巖體致密、性脆，巖層均厚2.92m；7-2煤呈黑色，煤厚1.23-1.55m，煤體節理裂隙發育；7-2煤和8煤間有均厚1.2m的泥巖，泥巖致密、性脆；8煤厚1.8-2.85m，內生裂隙發育，裂隙面充填黃鐵礦。8煤頂底板局部砂巖含水層為掘進施工的直接充水水源，由于砂巖裂隙發育不均，主要為淋水和滴水形式對掘進施工影響。

2 施工工藝和支護方式的選擇

2.1 施工工藝

根據主膠帶機石門（上段）巖性特點，掘進施工主要以風鎬掘進為主，同時根據現場實際情況可輔以放松動炮。具體為：當上部為巖下部為煤時以放炮為主，風鎬掘進為輔；當上部為煤下部為巖時以風鎬掘進為主，必要時輔以放震動炮；當為煤巷且煤體較硬時以放松動炮為主，當煤體較軟時以風鎬掘進為主，即以風鎬先挖上部，短掘短錨（架）。

2.2 支護方式的選擇

鑒于主膠帶石門（上段）圍巖巖性與回風二石門BF33斷層至BF34斷層間巷道圍巖巖性相似，因此可借鑒回風二石門BF33斷層至BF34斷層間巷道支護方式并進行優化。同時考慮到回風二石門、井底車場第13#交岔點至充電整流硐室交岔點地段的礦壓觀測分析和現場巷道實際現狀的觀察結果，并依據主膠帶機石門（上段）預想地質剖面，為確保該巷道安全順利穿過7-1、7-2、8煤并取得穩定，決定主膠帶機石門巷道圍巖為砂巖時采取錨網索噴支護，過煤區域采取“錨架注一體化”支護工藝。

2.3 支護參數的確定

（1）當巷道圍巖以砂巖為主時，支護形式為錨網索噴支護，錨索長度根據圍巖實際揭露情況進行適當調整，保證錨索生根在穩定巖層中不少于2m。錨桿選用Φ22mm×2500mm的左旋螺紋高強錨桿，窩型墊板（長×寬×厚）150mm×150mm×14mm，間排距800mm×800mm，每根錨桿使用3卷Z2360型錨固劑。拱部錨索選用Φ21.8mm×6200mm的鋼絞繩，幫部錨索選用Φ21.8mm×4200mm的鋼絞繩，錨索間排距為1600mm×1600mm，大托板（長×寬×厚）=350mm×350mm×14mm，小托板（長×寬×厚）=150mm×150mm×14mm，每根錨索使用4卷Z2360型錨固劑。網片規格為Φ6mm×1000mm×2000mm，網格為100mm×100mm。鋼帶采用Φ12mm圓鋼焊制H型鋼帶，長度根據現場斷面大小制作或配接。噴漿采用砼C20，一次成型巷道噴漿厚度為100mm，架棚巷道二次噴漿于棚內面平齊。

（2）當巷道圍巖以砂質泥巖、泥巖為主時，支護形式為錨網索噴支護，錨桿按照800×800mm布置，錨索按照800×800mm布置，錨索長度根據圍巖實際揭露情況進行適當調整，保證錨索生根在穩定巖層中不少于2m。錨網索噴支護材料選型如圍巖以砂巖為主時相同，過砂質泥巖和泥巖為主的巖層時主要考慮到巖體強度低、圍巖裂隙發育，故錨索采取加密方式布置，錨桿支護和噴漿要求不變。

（3）當巷道遇過煤、過斷層等軟巖地段時，采取內錨外架支護形式。錨桿按照800mm×800mm布置，錨索按照1500mm×1300mm布置，錨網索噴支護材料和要求如上，錨索長度根據圍巖實際揭露情況進行適當調整，保證錨索生根在穩定巖層中少于2m，U型鋼規格為36U，棚距650mm，U型鋼棚腰背擦棄療為長×寬=850mm×650mm的鋼筋笆片，拉桿為采用100#槽鋼加工，其長度為1570mm。

2.4 支護質量要求

（1）錨桿、錨索施工可以與迎頭施工同時進行，頂板條件較好時，錨索距離迎頭為5～8m，頂板條件較差時，錨索必須緊跟迎頭；需做好外露錨索保護，防止放炮崩壞。錨桿安裝牢固，托板緊貼壁面，未接觸部分必須楔緊，抗拔力不小于100kN，錨桿螺母扭矩不小于300N·m；錨索安裝牢固，托板緊貼巖面，預應力不小于160kN。

（2）噴漿表面要光滑，不得有裂縫、裂紋等現象；噴漿表面局部地點若有出水現象，應打眼埋設導水管，并引至巷道水溝內；噴漿后要按照要求進行灑水養護。

（3）架棚支護時幫頂應嚴實有勁，棚間構件齊全有效并成一直線每根拉條鎖固3棚U棚，每棚拉條布置五道；金屬笆片或錨網進行腰背時錨網搭接100mm～150mm，并用12號以上鐵絲雙股聯網，聯網點距不大于300mm；嚴禁空幫空頂，不得架等勁棚，掉頂處必須用矸石等硬物接實，幫空處用巖石等硬料填實；傾斜巷道迎山角，每有6°～8°的傾角支架應有1°的迎山角，偏差+0.5°，不得退山。

（4）施工過程中要及時根據地測部門下達的地質預報完善支護設計和施工要求，尤其是在過群煤層時要實行技術人員盯崗作業，確保安全施工。

3 結束語

巷道支護設計是否合理是確保后期巷道穩定的重要基礎，根據不同區段圍巖性質的不同確定巷道支護方式有效的保證了板集礦主膠帶機石門（上段）的安全施工，尤其是確保了該石門安全高效過群煤層。在選擇合理支護方式的前提下，在施工過程中要及時掌握地質情況變化，及時修改和完善支護方式和施工要求，同時要加強放炮管理確保巷道成型質量，加強通風、排水設備使用管理，為巷道的安全高效施工提供保障。

參考文獻

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作者簡介：黃繼偉（1987，09-），男，安徽淮北人，助理工程師，現從事煤礦開采管理工作。