岩巷“两掘一喷”技术应用及推广①

摘 要:由于我国的掘进设备革新慢,适应性差、技术不过关等因素影响,掘进技术的发展缓慢已越来越成为煤矿可持续性发展的瓶颈,也是广大技术人员需要研究的关键性问题。

关键词:岩巷 两掘一喷 技术

中图分类号:TD82 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)05(c)-0057-01

我矿岩巷掘进在矿建和生产中占有重要的位置,在我矿中占总工程量的25%左右,在新井建设中,岩巷掘进工程量一般约占总工程量的40%～50%。由于经济的持续发展对煤炭需求不断增加,矿井产量逐年增加,我矿开拓掘进进尺也大幅提高,但采掘衔接紧张的问题却日益突出,特别是涉及到采区衔接、水平接替的开拓延伸巷道,这就要求巷道的掘进速度相应加快。但由于我国的掘进设备革新慢,适应性差、技术不过关等因素影响,掘进技术的发展缓慢已越来越成为我矿可持续性发展的瓶颈,也是我矿广大技术人员需要研究的关键性问题。

1 工程概况

八采区延深段布置在煤层底板中,距煤层11m～30m,掘进方位角120o,巷道标高-256.5～-397,设计工程量743.12m,11采区轨道联络巷向上施工至11采区总回风巷工程量591m,支护方式为锚网喷,巷道断面为直墙半圆拱形,净宽4.2m,净高3.4m,墙高1.3m,基础0.15m,拱高2.1m,净断面12.4m2;喷砼厚度0.15m,掘进宽度4.5m,高度3.75m,掘进断面积14.7m2。

2 施工方法

采取“两掘一喷”的方法组织施工,“三·八”制作业,深眼循环,有效进尺控制在1.6m,放炮前采用超前支护技术控制巷道顶板,巷道断面的上、下部进行分次装药分次起爆,一掘一锚网,并使其紧跟迎头,耙斗机前的巷道拱部喷射砼一次达到成巷标准,巷道墙部的砼待耙斗机推进后及时补喷,预应力锚索的安装紧随耙斗机后,控制耙斗机至迎头的距离和一次推进耙斗机的距离。

3 支护工序的安排及要求

3.1 临时支护的架设及要求

(1)采用金属前探梁作为临时支护,前探梁为3根2.5寸钢管,长度为3m。临时支护架设方法:爆破后,检查巷道顶板及爆破、通风无异常后,进行敲帮问顶工作,确认安全后架设临时支护。临时支护架设方法:先将专用吊环拧紧在顶部锚杆上,在空顶处铺设金属网,然后将前探梁穿入吊环内,托住金属网,每根前探梁使用2个吊环,接顶不实处用背木或木楔背紧。要求临时支护与永久支护最大支护距离不大于2m。

(2)临时支护专用吊环必须拧在顶部三排锚杆上,每根前探梁必须穿入两个吊环,金属网铺设方法为横向铺设,搭接处每200mm用14#铁丝双股捆扎一次。前探梁严禁挪用或用其他材料代替前探梁。

3.2 铺网工艺

爆破后,检查巷道顶板及爆破、通风无异常后,进行敲帮问顶工作,确认安全后,按爆破后巷道轮廓线铺设金属网,金属网必须紧贴岩面。架设临时支护,网与网搭接200mm,每200mm用14#铁丝双股捆扎一次。

3.3 锚杆安装工艺

打眼按照由外向里、先顶后帮的顺序进行,锚杆眼位置要准确,眼位误差不得大于100mm。要求钻孔角度与巷道接触面垂直,误差不得大于15o。锚杆眼的深度应与锚杆的长度相匹配,打眼时,应在钻杆上做好标记,严格按锚杆长度进行施工,锚杆眼深度2.2m。

安装前,先将眼孔内的积水、岩粉用压风吹干净,然后送入锚固剂,每眼2支,送入时要一支一支地送,不得同时送2支,锚固剂必须送入孔底,随后将锚杆插入锚杆眼内,使锚杆顶住锚固剂,用专用套筒安装在锚杆机上,卡住锚杆螺帽。开动锚杆钻机,把锚杆送入孔底后旋转搅拌,搅拌时间为8s(采用数数的方法控制时间)。锚固剂凝固后,退回锚杆机,要求锚杆托盘必须紧贴岩面,锚杆外露30mm～50mm,螺母拧紧力矩要求顶部不小于120N·m,帮部不小于100N·m。

3.4 喷射混凝土

(1)喷射顺序为先墙后拱,从墙基开始自下向上进行,喷枪头与受喷面应尽量保持垂直。喷枪头与受喷面的距离保持在0.6m～1.2m。

(2)人工掺料时水泥、沙和石子应清底并翻拌均匀。

(3)调试风压、水压至合适压力时开机,开机顺序必须是先给水,后给风,再上料。停机时必须要先停料,再停机,后停水、停风。

(4)喷射过程中应根据出料量的变化,及时调整给水量,保证水灰比准确,使喷射的混凝土无干斑、无流淌、粘结力强、回弹料少,一次喷射混凝土厚度50mm～60mm,复喷90mm～100mm。

(5)喷射混凝土顺序:操作喷头时一手托住喷头,一手调节阀门,先送风,后送水,再联系送料开始喷射,喷头移动以螺旋状一圈压半圈,沿横向缓慢划圈移动,圆圈直径200mm～300mm,喷射顺序以先墙后拱,由外向里逐步进行,墙基础要喷严喷实,喷完半边巷道再喷另一半边巷道,最后合拢收顶。

3.5 锚索安装工艺

(1)巷道按设计要求支护后,用MQT—85J31型风动锚杆钻机配合S19中空六方接长式钻杆和Φ30合金钢钻头湿式打眼,孔深7.5m。

(2)钻眼打够深后,用压风将孔内积水和岩粉吹净。

(3)检查锚固剂,将锚固剂用钻杆或锚索送入孔底,要一根一根的送。注意不要用力过猛及反复抽拉,以防捅破锚固剂影响锚固质量。

(4)锚杆上安装专用套筒卡住锚索,一人扶住机头,一个操作锚杆机,另一个配合操作,将锚索送入孔底后搅拌,搅拌时间为8s(采用数数的方法控制时间)。

(5)30min后,装上托盘、锁具,托盘必须紧贴顶板面。

(6)两人一起操作,将张拉千斤顶套在锚索上并用手托住。然后开泵进行张拉,并注意观察压力表读数,达到47MPa时(安装值为设计值的70%),停止张拉,迅速换向回程。

(7)卸下张拉千斤顶,用专用剪断工具剪掉多余部分,使锚索外露不大于100mm。完成锚索安装。

4 施工工艺

施工工艺:敲帮问顶—轮尺定位—打眼—装药爆破—安全检查—敲帮问顶—架设临时支护—打锚杆、初喷—复喷成巷。

5 效果及优点

通过“两掘一喷”的开展,现在我队在保证工程质量的前提下最少可以单进60米,是以前进尺的将近两倍,员工在有限的时间内工作效率有了很大的提高,工资也从以前的平均日资90元左右增加到了现在的平均130元,劳动积极性大大增强。