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松軟破碎圍巖掘進防冒頂技術措施

  
評論: 更新日期:2011年01月10日

??? 蘇橋煤礦于2005年12月開始基建,礦井設計年產量21萬噸,開采二迭系童子巖組含煤地層。由于區(qū)域推覆構造的作用,復蓋在童子巖組地層上面的是地質時代較老的棲霞灰?guī)r和石炭系林地組砂礫巖。破壞性巨大的推覆構造導致礦區(qū)內斷裂極發(fā)育,緩斷層、高角度斷層互相交錯疊加,構造的破壞表現(xiàn)為多期次活動及活動的強烈性,特別是復蓋在童子巖組之上的林地組砂礫巖與棲霞灰?guī)r受F0斷層(F0斷層破碎帶寬0.2~50m不等,斷面兩翼破壞波及面廣,斷層局部導水性較強,靠近灰?guī)r且形成溶洞)切割的影響,導致砂礫巖極其破裂,原生的結構整體性、穩(wěn)定性遭到嚴重破壞,裂縫破碎帶長期受地表水的浸蝕及地表泥砂的填充,也致使該區(qū)域地層風氧化帶深度深、強度大,局部的圍巖就象是由一塊一塊的孤石夾伴泥沙堆積在一起。由于蘇橋煤礦+360上部井巷工程處在該惡劣破碎地層的范圍之內,且設計斷面主要為大斷面的車場、三岔門,工程量大。因此,巷道的正常掘進和支護面臨著重重困難。如何采用可行的安全技術措施,保障施工進度,防止發(fā)生冒頂事故,確保施工安全,是擺在籌建處全體工程技術人員面前的一項艱難的課題。本文以蘇橋煤礦+360上部井巷工程掘進,遇林地組沖擊層破碎圍巖為例,對松軟破碎圍巖掘進防冒頂技術措施進行分析,以供惡劣破碎地層掘進施工借鑒。

??? 一、主要技術方案及措施

??? 1、采取控制爆破技術。針對施工中圍巖破碎情況,采用控制炮眼深度、間距,嚴格控制裝藥量(局部周邊眼裝藥量控制1/5~1/2節(jié)),必要時增打周邊空眼,采用切割預裂爆破技術,降低爆破對圍巖的破壞程度。

??? 2、采用巷道兩翼及上部超前,中下部滯后的施工方法。通過采取這一措施,使中下部圍巖自然抵御迎頭片幫,起到了控制圍巖暴露面積,縮短圍巖暴露時間的作用,降低了工作面初期的支護難度,為工作面的正常支護贏得寶貴的時間。

??? 3、采用金屬錨桿超前護頂、前探梁超前支護措施,控制頂板垮落,確保施工安全。由于工作面巖性總體為孤石堆積,一旦掉落一塊,必將接二連三,且靜壓與沖擊狀態(tài)對支架的受力性能差別巨大,因此,控制巷道斷面以外的巖石冒落成為該技術應用的關鍵所在!施工中,我們采用3.5m長鉆桿鑿眼, 25×3m焊接管作為錨桿材料,錨桿間距視情況控制在0.25m~0.4m,排距控制在1.2m~2.0m,通過采取這一措施,使工作面的頂幫孤石均處在錨桿和支架的控制之內,有效地控制了頂板冒落,降低了巖石冒落對支架的沖擊力,結合采用超前支護,保障了施工安全。

??? 4、加強支架的整體性。在金屬拱架間設置4~5根 16鋼筋結合螺帽固定的拉桿,視情況補打支架間的縱向豎向支撐等,降低支架的架設難度,保證支架的架設安全,顯著提升了支架的整體穩(wěn)定性。

??? 5、合理選擇支護強度。原設計采用15~18kg/m鋼軌拱架,其受力性能較差。經(jīng)論證,采用9#礦工鋼作為支架材料,礦工鋼拱架連接位置根據(jù)各作業(yè)地點原始條件情況靈活選擇,使礦工鋼拱架在滿足支護強度的前提下盡可能達到方便現(xiàn)場操作;此外,根據(jù)各地點巷道壓力情況,適當控制棚距,并酌情增設豎撐等,棚距由原常規(guī)的1000mm調整為600~800mm,保證支架強度滿足要求。

??? 6、適時采用短掘短砌施工方法。主斜井+360交岔點及+360主平峒局部極破碎,巷道壓力巨大。對此,及時組織短掘短砌施工方法,確保支護強度,避免了冒頂后患。

??? 7、堅持一次成巷。施工地段圍巖極破碎、斷面大、淋水大,一次成巷施工難度極大。對于是否一次成巷施工,籌建處組織了多次的技術研討,展開了激烈的爭論,基本形成了一次成巷的共識。對于主、副斜井斜面三岔門的施工問題,采用通過繩道口開掘的方式,結合松軟巖層防冒頂施工技術,實現(xiàn)了一次成巷施工。此后,該礦井巷工程全部實施一次成巷施工,避免了二次擴刷可能造成的冒頂隱患,減少了二次支護成本和施工難度。

??? 8、加強現(xiàn)場施工安全技術管理。針對各施工段的圍巖破碎情況,適時組織現(xiàn)場跟班技術指導,保障作業(yè)地點退路暢通,做好必要的退路、支護防范等工作,為松軟破碎帶巖層掘進的施工安全保駕護航。

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