大断面巷道穿越采空区掘进工艺
摘 要 微山崔庄煤矿-250m水平轨道大巷改道采用导硐施工和顶板注浆加固的方法成功穿越采空区,有效解决了巷道穿采空区施工困难的问题,为今后同类型巷道施工积累了经验,提供了安全可靠的技术保障。
关键词 大巷,穿采空区,掘进工艺
中图分类号TD94 文献标识码A 文章编号 1674-6708,2012,72-0125-02
微山崔庄煤矿有限责任公司矿井设计生产能力60万吨/年,核定生产能力120万吨/年。立井单水平上下山开拓,开采水平为-250m水平,现主采3上、3下两层煤。随着矿井一采区、二采区3上回采结束和开拓
工程
路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理
的延伸,矿井通风阻力增大,负压增大,原有的主要进风巷道-250m水平轨道大巷巷道断面,仅为7.2m2,已不能满足矿井三、四采区开拓和通风需求,制约了矿井的发展,为此必须对-250m水平轨道大巷进行改造。
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1.1改造方案
为减小通风阻力,提高矿井有效风量,满足矿井安全生产需要,通过
分析
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和大量现场调研,根据矿井实际情况对大
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巷改造提出2种方案。
方案1,在原-250m水平轨道大巷的基础上对巷道断面进行刷大。
方案2,重新施工一条巷道,对-250m水平轨道大巷进行改道取直。
1.2方案选择
方案1,优点比较明显施工方便、工程量小、成本低,其缺点就是-250m水平轨道大巷为主要运输巷道施工时影响矿井生产,巷道不直有4处拐弯影响通风。方案2,优点不影响矿井正常生产,巷道取直后不仅解决矿井通风还便于轨道运输,缺点工程量大、成本高,施工难度大,其中180m巷道需要穿越3上煤采空区。
为了不影响矿井生产,考虑矿井长远规划和发展,因此决定选用方案2。
2工程概况
-250m水平轨道大巷改道取直工程井下位于湖区2#皮带巷以南,原-250水平轨道大巷以北,开口处在三采区辅助轨道上山下口以东22m处,停工处在轨运2#联络巷。巷道设计长度420m布置在3上煤层底板中,其中巷道中部180m需要通过3上煤层采空区,巷道设计半圆拱形断面,采用锚网,索,喷浆配合25U型钢拱形可缩性金属支架联合支护,巷道净宽4.5m,净高3.75m,净断面积15.4m2,掘进断面
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积17.4m2。
3施工方法
-250m水平轨道大巷改道取直工程的关键之处,就是巷道中部180m如何穿越3上煤层采空区,为了保证巷道通过采空区时施工安全,防止巷道在通过采空区过程中发生冒顶、有害气体溢出及自燃发火等事故,经过调研论证和各方面综合比较,决定先期采用导硐施工通过采空区,然后对顶板注浆加固后再进行扩大施工方法。就是先期在采空区下方底板岩石中掘进小断面巷道与采空区留设0.5m保护层通过采空区,然后在导硐内对顶板的采空区进行注浆加固,形成再生顶板,增加顶板的厚度及强度,达到扩帮挑顶要求后,再对导硐进行扩大至设计断面尺寸。
4支护设计
为了解决巷道穿采空区的支护问题,考虑到巷道为永久使用巷道,服务年限长,并担负矿井运输任务,因此该段巷道的支护既要有足够的承压强度,又要保证施工安全,故巷道穿采空区的支护,导硐采用工字钢梯形架棚支护,扩大后的巷道永久支护采用锚网喷配合U型钢拱形可缩性金属支架联合支护。
导硐支护参数, 11#矿用工字钢梯形架棚支护,梁长3.22m,腿长2.6m,优质背板、板梁、撑杆,8,镀锌铁丝制作的菱形金属网,断面规格,上净宽3.0m,下净宽4.0m,
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净高2.2m,棚距0.8m。
永久支护,刷大后巷道,参数,巷道断面形状为半圆拱形,巷道断面为净宽×净高=4.5×3.75m,锚杆采用20MnSI钢制成的等强度螺纹钢锚杆,Φ18mm,长度为2000mm,间排距0.8m,10#镀锌铁丝制作的经纬网,喷射混凝土的强度不低于C20,喷厚160mm ,25 U型钢拱形可缩性金属支架,规格,净宽4.6m,净高3.8m,金属支架间距0.8m。
5施工工艺
5.1导硐施工工艺及要求
1,巷道正常施工至距采空区5m时,在巷道中下部底板岩石中与采空区留设0.5m保护层掘进上宽3m、下宽4m,净高2.2m巷道。导硐采用钻爆法施工,简易光面爆破,施工工艺
流程
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如下,安全检查?打眼放炮?安全检查?临时支护?出碴?永久支护,架设11#工字钢棚,,
2,施工中严格执行“边探边掘”的原则,提前探明采空区水、瓦斯等情况,保证导硐顶板与采空间距不小于0.5m,
3,循环进度始终控制在0.8m,采用“短掘短支”的施工方式作业,针对顶板层间距大小采取放小炮、缩小周边眼间距控制装药量,减少放炮次数,以减少放炮对围岩的震动破坏,
4,加强顶板管理,进入工作面前要进行安全检查,敲帮问顶找掉活矸危岩,爆破后及时进行临时支护,对空顶的围岩及时有效支护,防止漏、冒顶,
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5,加强通风管理,局部通风机使用双回路供电,安设双风机自动分风装置,以保证工作面正常通风,
6,导硐成巷后及时向顶部喷射50mm混凝土,进行封闭防止向采空区漏风,并使用单体液压支柱对导硐钢棚支护进行加强支护。
5.2导硐施工的应用效果
1,快速通过了采空区与已施工的巷道贯通,形成全风压通风,解决了通风、防尘问题,
2,缩小了围岩的暴露面积和时间,减小了临时支护空间,使巷道的顶、帮易于维护,有效的防止漏、冒顶事故的发生,保证了施工安全,
3,与采空区留有0.5m的保护层,有效的防止了向采空区漏风和有害气体的溢出,
4,有效释放采空区应力、改善围岩承载能力,充分发挥围岩的自承力,降低了应力对后期巷道扩大影响,
5,导硐内对顶板采空区进行注浆加固施工方便,便于控制采空区注浆加固范围,有效的保证注浆效果达到巷道扩帮挑顶要求,
6,在导硐内对顶板采空区加固后,两头同时作业对导硐进行扩大,缩短了巷道的施工工期。
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浙公网安备 33021202002483