深井巷道二次支护快速掘进技术

张立峰 吕朝晖 倪龙鑫

国投新集能源股份有限公司口孜东矿，安徽 阜阳 236153

深井巷道二次支护快速掘进技术

张立峰 吕朝晖 倪龙鑫

国投新集能源股份有限公司口孜东矿，安徽 阜阳 236153

口孜东矿西翼矸石胶带机巷埋藏较深，采用二次支护、二次喷浆、注浆的支护方式，出矸实现了连续运输，保证了千米深井高地压条件下巷道的支护强度和较快的掘进速度。

二次支护；连续出矸运输系统；侧卸式装岩机；顶板管理

1 概况

口孜东矿工广标高+27m，该矿西翼矸石胶带机巷标高为-947m，巷道断面设计为斜墙圆弧拱形。拱基处净宽6.2m，墙脚净宽6540mm，净高4480mm，墙高1.4m，掘进断面25.08m!,净断面23.79m!,采用锚网索喷+注浆支护。

该段巷道主要是在砂质泥岩、泥岩、砂岩中掘进，局部岩层较松软，构造、裂隙较发育，局部岩层较破碎。

2 巷道支护形式

参照附近已施工巷道支护方式，采用工程类比法确定巷道的支护参数，确定永久支护采用锚网索喷加二次锚网支护加注浆支护。每排锚杆拱基向上先施工13根，帮部锚杆滞后迎头8～12排，二次支护、二次喷浆、注浆滞后迎头60m～100m。二次支护锚杆不少于13根，底角锚杆补明锚杆，锚杆间排距为800×800mm，锚索间排距为1.5×1.6m。巷道顶板为砂岩时，迎头直接采用双层锚网配合锚杆使用，替代成巷段的二次支护。

3 支护材料

3.1 锚网索支护材料

（1）锚杆采用φ22×2500mm和φ25×2500mm的左旋螺纹钢无纵筋高强锚杆，垫板采用120×120×10mm窝形垫板，钢带采用Φ12mm圆钢焊制H型钢带，锚网采用φ6×1000×2000mm钢筋锚网，网孔规格为100×100mm。

（2）锚索选用φ21.8mm、长为6.3 m的钢绞线锚索；锚索托板采用厚14mm钢板加工，大托板规格为长×宽×厚=300×300×14mm，小托板规格为长×宽×厚=150×150×14mm。锚索必须生根在稳定岩石段不少于2m。

（3）锚固剂选用MSZ2850和MSK2850型树脂锚固剂；每根锚杆使用4卷锚固剂（1卷MSK2850型锚固剂放在眼底，外面配上3卷MSZ2850型锚固剂），抗拔力不低于80kN；每根锚索使用4卷MSK2850型锚固剂，预应力不低于160kN。

3.2 喷浆材料

选用P.C32.5型水泥，配比（重量比）为水泥：黄砂：瓜子片=1:2.13:2.13，水灰比0.45，速凝剂掺入量4%，砼强度C20。第一次喷浆厚度为100mm，第二次喷浆厚度为70mm。

3.3 注浆材料及参数

（1）锚注管采用φ22×2000mm、φ22×2650mm的注浆管。锚注管采用6分焊管制作，钢管为Ф22mm，壁厚3mm。锚杆杆体上每隔200mm，按T字型梅花布置Ф5mm注浆孔；锚固段430mm，端部车70mm的丝扣，注浆锚杆另一端加工呈扁状。

（2）对帮、顶及底板进行间隔式深、浅孔注浆作业时，先按排距3.2m打浅孔注浆每排布置8根锚注管，注浆结束后再在两浅排眼中间重新间隔3.2m打深孔复注深孔，每排为8根锚注管。注浆孔深度2.5m、3.0m。先施工浅孔，待浅孔完成后再施工深孔。注浆按照先浅孔后深孔的方式进行注浆。注浆孔直径32mm。注浆应随打随注，严禁一次性施工两个或以上注浆后注浆。

（3）注浆扩散半径：注浆扩散半径按巷道围岩裂隙考虑，取3.5m～5.0m。注浆压力：帮部2.5MPa、顶部3.0MPa。

（4）水泥浆的配制

注浆材料以单液水泥浆为主，注浆水泥采用普通硅酸盐水泥，水灰比为0.7：1或1：1。若单孔注浆压力小，注浆量稍大，也可在单液水泥浆中加入水泥量的15%～20%粉煤灰与其均匀搅拌注入，以节约材料，降低成本。

（5）注浆效果检查：工程结束后，采用打孔注浆进行耐压试验，两帮及顶部都进行均匀布点，每30m布置一组，每组顶部一个，两帮各一个。孔深2.5m，安装2m注浆管进行压力测试，帮部压力达到3.75MPa、顶部压力达到4.5MPa且持续时间不小于1min时停机并关闭球阀，这时压力不明显降低，巷道四周不渗水为合格品。

4 施工工艺

4.1 施工方法

采用综掘机掘进，综掘机、皮带机、链板机联合运输，多工序平行交叉作业，一次成巷的方法施工。正常情况下循环进尺1.6m。

4.2 综掘方法及流程

（1）综掘机掘进：掘进后综掘机推到距迎头不小于5m的位置，截割头落地，综掘机停电闭锁后方可进行下述工作：进行安全检查，支护人员站在永久支护下，用长柄工具进行敲帮问顶，找尽活矸危岩。再铺上顶部锚网，及时打上临时支护，在支护的掩体下进行永久支护，对锚网进行压茬，压茬部分用双股12#铁丝每隔200mm绑扎一道。迎头顶部支护和后面帮部支护、锚索支护、钉道可平行作业。

（2）工艺流程：交接班→施工前安全检查→延机尾→综掘机切割（出货）→退出综掘机（截割头落地，停电、闭锁、挂牌）→敲帮问顶→掏柱窝、联网或压茬、临时支护→打锚杆、挂网→打锚索→钉道→清理、收尾。

（3）装载方式

迎头采用EBZ-200C型综掘机切割、装货,通过DSJ-800皮带机进入矸石缓冲仓，通过皮带进入副井矸石仓。

5 顶板安全管理措施

（1）加强顶板管理，掘进工作面严禁空顶作业，临时支护要紧跟工作面，且必须建立健全“敲帮问顶”制度。

（2）锚网支护时，必须由外向里逐排打齐顶板锚杆。巷道帮部暴露高度超过1.6 m必须及时进行支护，打拱基以下锚杆若有片帮危险时，必须采用2～3根临时点柱作为临时支护。

（3）锚杆、锚索垫板必须紧固，构件齐全，锚杆螺母必须用机械或扭矩扳手拧紧，确保锚杆垫板紧贴岩面，未接触部分必须楔紧垫实，不得松动。

（4）正确使用好超前支护和临时支护，严禁空顶作业。

（5）对锚杆（索）支护巷道应定期进行检查，对顶、帮失效的锚杆（索）应及时在旁边重新补打合格，对松动的螺母应及时紧，松动的锚索锁具要及时补压。

（6）临时支护必须紧跟迎头，使用超前锚杆作临时支护时，最大控顶距不超过1.6m。锚网支护时当顶板岩性不稳定，易片掉时，必须缩小控顶距，掘一排支护一排，最大控顶距不超过0.8m。

（7）必须时时监护巷道支护状况，对出现断锚、断索、退索、巷道变形严重及围岩异常等地点，必须及时加强支护，要遵循由外向里、先顶后帮的进行处理，确保安全。

（8）地质部门要及时提供掘进工作面前方顶、底板岩性资料，以便及时调整支护方案；当地质条件变化时，要及时采取相应措施，立即修改支护参数或改变支护形式。

6 结语

（1）采用二次支护、二次喷浆、注浆的支护方式，保证了千米深井高地压条件下巷道的支护强度。

（2）工作面采用 ZCD-120R侧卸式装岩机辅助出货，大大提高了工作效率，并且极大减轻了工人的劳动强度。

（3）出矸实现了连续运输，极大提升了巷道施工排矸效率，突破了巷道施工排矸瓶颈，为保证快速进尺准备了条件。

张立峰（1978— ），男，安徽淮南人，现在口孜东矿安监科工作。

10.3969/j.issn.1001-8972.2012.14.038