近距離采空區架棚支護巷道開門施工的研究與實踐

彭 浩

棗莊礦業(集團)有限責任公司蔣莊煤礦 山東 棗莊 277519

1 概況

3下608材料巷位于3上608材料巷采空區下開門施工,由于3上608工作面已開采完畢,3下608材料巷開門位置距離3上608采空區距離較近,且3下608材料巷隨巷道掘進位于3下608采空區下方,頂板管理相對困難。而且,開門點位置采用架棚支護,由于受采動影響,開門點處頂板破碎,煤體松軟,棚梁主動承壓,如果采用傳統下抬棚、抽棚腿的施工方式開門,極易造成漏頂片幫,同時由于頂板受采動影響后,下抬棚施工鎖棚錨桿或錨索極易失效,不起作用,開門期間頂板跨度大,極易造成頂板事故。另一方面,下抬棚期間,極易對相對穩定的頂板造成二次損害,當巷道壓力顯現,圍巖進一步受到破壞,將加劇開門期間頂板管理難度。

2 施工方案的確定

根據開門點處圍巖特性,開門期間不宜采用傳統的施工抬棚方式開門,尤其棚腿完全受力,施工抬棚、撤掉棚腿極易發生漏頂。為此,我們必須保留原巷道棚梁,采用棚下棚施工技術,新下棚梁在下方將原巷道棚梁抬起的方式施工。具體方法如下:

(1)3下608材料巷開門施工采取留用原巷道棚梁,新下棚梁將原棚梁抬起的方式施工。開門區域內的原巷道棚腿按施工順序逐步撤除,原安全硐內的棚腿須全部撤除(見圖1)。

(2)開門施工第1、2棚的棚梁時,無法使用前探梁,人工上棚梁后,在新下棚梁兩端距牙殼200mm 處各支設一棵單體液壓支柱并與原巷道棚梁支實,然后及時接頂,栽好棚腿。并將單體液壓支柱用雙股14#鐵絲與棚梁固定,防止支柱歪倒。堅持逐棚掘進、逐棚抽出棚腿。如開門施工的棚距過大無法抬起原巷道棚梁時,可根據現場情況,適當縮小棚距,確保原棚梁被有效抬起。

(3)新施工的棚梁與原巷道棚梁交叉處使用雙眼(φ25mm)鐵夾板(規格為長×寬×厚=300×120×8mm)配合“U”型卡箍將上下兩棚鎖牢。

(4)當新下棚梁支護完成后,可以實現多組棚梁與原施工棚梁鎖成一個整體,然后逐步撤下開門側的棚腿,保證了頂板及棚梁的穩定。

3 保障措施

3下608材料巷開門施工必須嚴格落實好棚梁施工質量,嚴格按照施工中線控制好棚梁施工角度,必須將新下棚梁與原棚梁緊密結合,接實頂板。

(1)原巷道右側棚腿抽出前,需緊固原施工的鎖梁錨桿、錨索,然后在被抬的棚梁下面靠近被抽棚腿處打牢臨時點柱,方可抽出棚腿。堅持逐棚掘進、逐棚抽出棚腿。如開門施工的棚距過大無法抬起原巷道棚梁時,可根據現場情況,適當縮小棚距,確保原棚梁被有效抬起。

(2)開門施工的第1、2棚的棚梁無法使用前探梁,人工上棚梁后,使用雙股8#鐵絲將棚梁吊掛在頂板鐵絲網上,且不少于2 道。然后及時接頂,栽好棚腿。

(3)3下608 材 第4、5、6 棚 為3.4m 右 側 長 單 翅 棚 梁,施 工φ22×2400mm 的左旋預應力阻尼錨桿配合1塊雙眼(φ25mm)鐵夾板(規格為長×寬×厚=260×120×8mm)鎖住單翅棚梁。施工完第7棚后按圖示位置施工操作室,抬棚梁規格為3.04m,向里施工時棚梁規格均為3.04m,棚腿規格為3.3m,深度2.0m。

圖1 開門施工支護大樣圖

(4)使用好前探梁臨時支護,嚴禁空頂空幫作業,前探梁臨時支護必須均勻布置,前探梁上放置棚梁,施工期間嚴禁撤下前探梁。

(5)架棚支護必須使用好“十米棚連鎖”,新下棚梁棚腿必須使用快硬水泥蛇形端錨金屬錨桿配合δ8mm 鋼板鎖至頂板或幫壁上。

4 結論

3下608材料巷開門支護方式解決了傳統下抬棚抽棚腿施工時,易造成頂板冒落、幫部片幫的問題；直接抬原棚梁的方式,解決了巷道在頂幫煤層破碎時下抬棚易發生事故的問題,確保了施工的安全。

其次,是采用錨桿、錨索配合鐵夾板及“U”型卡箍將上下兩棚鎖牢,實現新老棚梁練成一個整體,提高了支護強度,避免了棚梁打滾、咬棚等問題。