大断面岩巷锚网索喷联合支护条件下快速掘进工艺研究

2015-08-25张鹏陕西煤化集团澄合矿务局山阳煤矿陕西合阳715300

中国科技纵横 2015年12期

张鹏（陕西煤化集团澄合矿务局山阳煤矿，陕西合阳 715300）

大断面岩巷锚网索
喷联合支护条件下快速掘进工艺研究

张鹏
（陕西煤化集团澄合矿务局山阳煤矿，陕西合阳 715300）

支护方式和支护参数是影响煤矿生产效率的关键因素，锚杆支护方式是常采用的一种，并逐渐成为重要的支护方式之一，但是锚杆支护方式会极大地影响巷道掘进效率，还会增加搬运工工作量，为提高工作效率，本文以具体的实例分析大断面岩巷反向交叉点岩巷炮掘快速掘进工艺，实现岩巷的安全高效掘进，希望能为煤矿生产提供一些参考。

快速掘进锚网索喷支护大断面

1　工程施工概述

以某矿井为例，采用中央边界式开采方法，虽然短期内能够减小，但是想到压力急剧增加，由于打眼爆破没有跟上，工程被迫中断。存在重进尺的弊端，作业不正规，需要对岩巷炮掘工艺进行不断优化，才能充分发挥出快速掘进的作用。

2　大断面岩巷中深孔爆破技术和锚网索喷联合支护技术应用

在具体的施工中由于车皮供应不连续，出现间断期，因此在施工中采用同步锚杆全部打齐的方式，最大程度减少尾工活。采用装岩机配合耙矸机将矸石推到行程范围内，不影响周围的地段，实现连续掘进。

在爆破参数中主要包括掏槽方式、掏槽中心孔设置、辅助眼的布置等。在掏槽方式设置中，存在多个深度在1.8m左右的掏槽眼，为了得到更好的探槽效果，这些掏槽眼的深孔爆破建立采用多对斜眼的掏槽方式，斜眼孔底距设定为200m。在掏槽中心孔的布置中，采用掏槽眼内部设置中心的控制的方式，把破碎的岩石抛向掏槽外，另外中心孔的布置也能起到导向的作用。

在爆破技术中辅助眼和周边眼的施工主要是起到扩大掏槽的目的。在辅助眼的设计中，一般间距控制在600mm，方向与工作面保持垂直，在布置方面需要控制在周边眼和掏槽眼之间，周边眼的间距一般设置在450mm，在周边眼的布置中需要严格控制周边眼装药量，保证巷道的成型，减少充填工作量。在确定炮眼深度中，需要经过试验，还需要考虑到爆后空顶距，为满足快速掘进需求，采用循环进尺方式完整所有工序。爆破顺序和时间是爆破的重要参数，掏槽眼和二次扩槽在施工的过程中需要适当的控制，保证掘进深度，崩落眼和周边眼之间的时间差需要保证端面轮廓的完整性，一般情况下要求煤矿爆破总延伸时间小于130ms，两次掏槽与中心孔之间的延迟时间控制在30ms。

随着煤矿开采深度的不断增加，固岩条件出现很大的变化，深部巷道掘进中，若是采取传统的浅部大断面施工方式，容易出现薄弱面，破坏深部巷道，影响后期的施工，另外深部软岩石本身也并不适合采用传统的锚喷支护设计和工艺，容易出现变形过大的影响，导致工作面围岩表层剥落。依照实际的掘进条件、和施工经验等，在以往的支护技术条件下，改进施工工序，采用全断面的多重锚网索喷联合支护技术，解决深部巷道支护的技术难题，减少后期维护工作量。

工作面喷射混凝土填充围岩爆破后出现的缝隙，避免工作面出现潮解风化情况，在初次喷射混凝土后安装锚杆，作为临床的支护措施，然后继续喷射混凝土，二次喷射完毕后，要求混得凝土后的厚度已经达到了设计强度的80%左右，并能够满足下阶段的支护工作，避免工作面出现大的裂缝，影响施工。待围岩压力稳定后可以开展二次支护，进而形成永久性的支护。采用这种支护方式能够加固金属网和外层锚杆，很好的结合金属网、喷层，形成表面保护层，避免工作面出现剧烈变形。

3　具体实例分析

煤矿主要大巷是+300m水平南翼辅助运输大巷，深埋496m，巷道断面为直墙半圆拱型，见图1所示，掘进断面面积为17.54m2，净断面面积为16.25m2，依照设备的性能、施工要求等，采用的巷道掘进设备主要包括风钻、电瓶车、矿车、小绞车以及耙斗装岩机等，依照现场施工条件，拟采用岩巷炮掘的施工工艺，为充分利用巷道掘进循环时间，采用多工序交叉作业方式。采用前面打眼后面装车的方式充分利用大断面空间，加快岩巷施工速度。在平巷快速施工中组织管理至关重要，在施工前需要充分利用各工种工人的工时，明确分工，实现多工序平行作业。

在锚网索喷联合支护应用中，采用矩形布置，支护材料采用Φ 22mm×2200mm高强度螺纹钢锚杆、Φ18.9mm×7300mm低松弛钢绞线锚索、树脂锚固剂以及钢筋网等，依照施工的方式，三次喷射混凝土总厚度设计在120mm，并要求喷射混凝土的规格为425号水泥，在喷射混凝土的过程中，配料中的砂石需要采用红矸石自燃陶粒代替，要求颗粒粒径小于10mm，采用锚网索喷联合支护技术适合各工序快速掘进施工，在施工中将原来的锚网索喷施工方式转变为初喷→锚杆（索）支护→复喷→永久支护的方式。在施工中需要注意在，大巷底设置底拱加强支护工作，以免出现底鼓情况。

在矿井生产中，为保证得到更好的爆破效果，深部硬岩大断面在掘进中采用一次打眼、一次起爆的方式，保证深部硬岩大断面取得良好的爆破效果。采用风钻打眼，煤矿使用2号岩石水胶炸药，采用串并联联线方式，避免出现拒爆的情况。在楔形掏槽方式的确定中，需要通过大量试验来进行确定，在本研究中经过试验确定楔形掏槽槽口距离1200m，每个掏槽眼装药量设定为0.9kg，辅助眼间距装药量设定在0.6kg，间距600mm，周边眼装药量设定在0.45kg，眼距450mm。