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松散岩巷道超前支护技术  

2012-10-06 21:51:36|  分类: 地理 地质 |  标签: |举报 |字号 订阅

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松散岩巷道超前支护技术
0  概况
       七台河矿业精煤集团新建煤矿风井回风石门支护形式为29U 型金属支架, 支架间距05 m, 净高4m,净宽5 m,断面为20.5 m2; 回风石门施工时穿过一层铝土泥岩, 其铝土泥岩处在风化带之中, 其岩石松软层理不明显,纵横裂隙极为发育,且与其上部的砂岩裂隙水导通,在施工中伴有大量淋水,岩石遇水具有膨胀性, 铝土泥岩的厚度为 5 m, 岩层倾角为11°,回风石门穿过泥岩的距离为35 m;施工到泥岩时,巷道顶板极不稳定, 采用短段掘砌法施工, 即每掘进0.5 m立刻架设支架, 但仍然随掘进随时发生顶板局部冒落, 威胁施工安全、 影响施工速度。
1   施工方案的选择
( 1)短段掘支法强行通过松散岩石带,即采用风镐掘进,架设支架以及采用木料接顶接实。
( 2) 采用撞楔法护顶, 通过松软岩石带, 因岩石难以直接撞楔, 而先用钻机钻孔后,再在孔内撞人钢管,在钢管支护下进行掘进架设支架。
( 3)采用超前锚杆法护顶,短段掘支的方法通过松散泥岩。首先采用管缝式锚杆超前护顶, 在超前锚杆的护顶下, 下部放炮, 上部采用风镐挖掘, 每掘5 架的距离后进行架设支架支护。
2  锚杆超前支护的机理
      由于岩石的自重和工作面的爆炸冲击波的影响,造成未支护的巷道顶板岩石释放能量而形成开裂扩张力, 而岩石自身的强度和锚杆的悬臂梁承载作用力形成了岩体开裂扩张力, 这两种力的平衡与否构成了巷道顶板破坏与否的关键。
      合理选择锚杆的位置,布置一定数量的超前锚杆,使超前锚杆形成了以加固后的岩体为"混凝土"、锚杆为"钢筋"的"钢筋混凝土"结构的中空筒状承载环,提高岩体的承载力, 阻止开裂扩展, 使不稳定的岩体达到稳定状态。
3  主要技术参数
( 1)锚杆采用40 mm 管缝式锚杆, 锚杆长度1800mm。
( 2)锚杆间距为300 mm。
( 3)锚杆施工仰角为15°。
( 4)锚杆外露0.6 m。
4  施工方法
      首先紧贴工作面架设好的第一金属支架的上面按15°仰角在拱部打超前锚杆, 锚杆外露 600 mm。锚杆末端要紧贴工作面所架支架的净面, 锚杆间距300 mm。墙部不打锚杆, 采用分层掘进, 下部采用放炮掘进, 拱部采用风镐掘进, 在超前锚杆的护顶下,快速架设好金属支架,通过软散岩石段施工。
5  效益进度分析
在这种松散泥岩层中施工巷道,若采用短段掘砌则将随掘随冒落, 将耗费大量木材接顶, 耗工耗时,影响进度; 若采用撞楔法施工, 则在钻机打深孔后,撞楔钢管, 占用时间长, 劳动强度大, 技术要求高,增加工程费用。工料机对比见表1:
表 1  工料机对比
名称 超前锚杆法 撞楔法 短掘支法
机械 YT- 凿岩机 SGZ- LA 钻机 YT- 24 凿岩机
材料 锚杆25 根 Φ70 钢管18 根 6 m3木材
时间/ h 12 20 30
6  结语
( 1) 通过35 m 松散破碎软岩巷道的施工, 未发生片冒顶现象, 说明锚杆超前支护有效控制了围岩变位,施工安全可靠。
( 2)采用普通YT- 24型风钻锚打眼, 设备单一,操作方便, 成本底, 速度快, 施工工艺简单实用, 省时、 省料、 节约资金。
( 3)超前锚杆的间距可视围岩的稳定程度适当调整,达到合理的状态,有效控制围岩裂变。超前支护是解决松软破碎岩石巷道施工的一种值得推广的方法。
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