錨網噴支護技術在特厚煤層綜放開采中的應用

錨網噴支護技術在特厚煤層綜放開采中的應用

0主采2#煤層支護情況龍慶煤礦位于龍慶市卓河市南部。1999年12月投產,2003年主斜井由串車提升改為強力皮帶運輸后,礦井生產能力由30萬t/a,提高到60萬t/a。主采2#煤層位于侏羅系中下統(tǒng)延安組,傾角2～3°,埋深180m左右。雙龍煤礦地質條件復雜,構造發(fā)育,地應力大,井下穿層巷道時常出現底鼓、圍巖松軟破碎現象,支護十分困難。建礦以來,井下穿層巷道支護先后采用了料石砌碹、砌墻架鋼梁、錨網噴三種支護形式。從使用效果來看,其中錨網噴支護具有技術先進、經濟可行、安全可靠、施工方便等優(yōu)點,在礦井得到廣泛應用。1網絡噴擊防護參數設計1.1巷道圍巖強度和作用集接合性錨、網、噴三者相互獨立又共為一體。對于圍巖隨時變化的穿層巷道來說,錨桿是懸吊作用、組合拱作用和圍巖強度強化作用集一身。巷道不論采用何種支護形式,都要允許壓力釋放和留有壓力釋放的時間和空間。錨后的初噴為壓力釋放創(chuàng)造了條件,待其壓力釋放高峰過后,巷道變形趨向緩慢時,再進行復噴,既可以補救初噴的破壞作用,還可以增厚噴層以阻止或減緩圍巖緩慢持續(xù)的變形。1.2網的支護參數確定從經驗公式計算錨桿長度為1.56m。根據原煤炭部“緩傾斜、傾斜回采巷道圍巖穩(wěn)定性分類方案”,巷道圍巖劃分為既有穩(wěn)定又有不穩(wěn)定的Ⅱ～Ⅵ類圍巖,故圍巖影響系數取1.1;按巷道最大垮度3.2m。根據理論計算,結合工程類比,最后確定支護參數:錨桿長度取1.8m,錨桿直徑20MnSi,建筑螺紋鋼取20mm,錨桿間距0.8m,托板取直徑150mm,厚度為5mm的圓鑄鐵。確定網的規(guī)格:采用8#鍍鋅鉛絲菱形網,長寬1000mm×1000mm,網孔100mm×100mm。錨固劑的確定:錨固劑采用淮南礦務局合成材料廠生產的Z-2330樹脂藥卷,即直徑為φ23mm,長度為300mm。一般情況下錨固類型為端錨,錨段長300mm,錨桿頭部做成左旋麻花型式?；炷猎O計噴厚150mm。2錨網絡噴擊保護工藝2.1工藝光爆出碴→初噴(臨時支護)→打錨桿眼→安裝錨桿→掛網→上托板→復噴→監(jiān)測→二次支護。2.2錨桿的安裝光爆:使用7655型鑿巖機,2#銷銨炸藥,1～5#毫秒延期電雷管,全斷面一次成巷,短掘短噴一次成巷,p-60B型耙斗機。根據地質資料和工程穿過的巖層柱狀情況編制爆破圖表。圖表中要詳細規(guī)定巖巷炮眼布置數目、角度、裝藥量和裝藥結構,保持爆破圖表的先進性、科學性、合理性和可行性,并在掘進班組認真貫徹,施工人員按爆破圖表進行鉆眼、裝藥和連炮施工。初噴:放炮后及時清理浮矸危石,檢查巷道規(guī)格尺寸,及時初噴30～40mm速凝混凝土,然后打上帶帽點柱?；炷吝x用的粗細集料應是品質堅硬,級配良好,粒徑適中,不含雜質的潔凈材料?；炷僚浜媳葹樗?砂子:石子=1∶2∶2。錨桿的布置方式:錨桿布置在斷面上呈放射狀,方向應垂直巷道輪廓線,一般從拱頂布置到拱基線以下200～300mm處,若圍巖特松散時,還須在幫角處增設下斜孔,安裝錨桿進行地錨。鉆錨孔:按“三徑”匹配的原則,錨桿眼孔直徑選φ28mm。鉆孔前要劃線定眼位,用液壓錨桿機打眼,鉆孔方向要盡量垂直巷道輪廓線,鉆好孔之后吹凈巖粉或用水將錨桿孔的錨固段沖洗干凈,以去掉孔底錨固段的糊狀巖粉。錨孔間排距誤差不大于±100mm,孔深為1800±50mm。安裝錨桿、鋪網:先把樹脂錨固劑放入錨孔,用液壓錨桿機帶動桿體攪拌30±5s。15min后錨桿錨固段錨固力在50kN左右,待巷道錨桿安裝完,掛鋪金屬網,網要緊貼巖面,掛網順序是由拱向兩幫延展,壓茬50～100mm,金屬網間用鐵絲扎緊,1h后及時套上錨桿托板、螺帽,采用BK16型氣動機緊固,要求扭矩達200Nm以上,然后撤除臨時點柱。復噴:當巷道全斷面完成安裝錨桿、掛網后,立即復噴50～60mm混凝土。噴射作業(yè)時,噴槍與噴面要基本保持垂直,噴槍與受噴面距離為1.0～1.2m為宜。操作時應使噴頭沿螺旋型軌跡運行,一圈壓半圈緩慢移動。監(jiān)測:①圍巖變形量的觀測。掌握巷道變形規(guī)律,從而確定二次支護的時間;②錨桿錨固力測定。巷道施工過程中要每天對錨桿進行錨固力測定,當錨固力小于50kN時,要停止施工,查明原因采取措施處理,確保錨固力達到要求。二次支護:二次支護時要待巷道變形基本穩(wěn)定后,一般為30～45d,及時清理快要脫落的噴層,然后再噴一次混凝土達到設計厚度150mm。3網絡噴擊防護效果評估和建議3.1錨桿支護更有利于保護巷道圍巖錨桿支護在支護原理上符合現代巖石力學和圍巖控制理論,錨桿與被錨固圍巖共同承載,屬主動支護,因而能夠調和利用圍巖自身的穩(wěn)定性,充分發(fā)揮圍巖的自身承載能力,有效地控制圍巖變形,所以錨桿支護更利于保護巷道圍巖的穩(wěn)定,改善巷道維護狀況。①采用錨網噴支護的3#材料斜巷較采用料石砌碹支護的1#材料斜巷和采用料石墻架鋼梁支護的2#材料斜巷工期都縮短了近1/5;②在相同地質條件下,參數合理采用錨網噴支護的3#材料斜巷,巖巷圍巖變形量通常比采用料石砌碹支護的1#材料斜巷和采用料石墻架鋼梁支護的2#材料斜巷減少一半;③錨網噴支護與料石砌碹支護和料石墻架鋼梁支護相比較每米節(jié)約材料費近1000元,69米巷道節(jié)約6.9萬元;④錨網噴所需材料體積小,重量輕,其輔助運量大大降低,既減輕了工人的勞動強度,又改善了作業(yè)環(huán)境。3.2確定錨固劑樹脂錨固劑其性能和安裝工藝優(yōu)于其它類型的錨固劑。錨桿孔必須沖洗,可提高錨固力33%～60%。必須按規(guī)定