U型钢支架在大冒落区域的应用

2015-06-21臧润成

现代矿业 2015年11期

臧润成

(白山市友成建设有限责任公司)

某矿18#矿组东三矿已闭坑多年，目前因矿山产量需求，决定开采东三矿体570～620 m水平的矿石及回收620 m水平以上的残矿。在620 m水平以上残矿回采前期，需对620，680 m两个水平的原有井巷进行修复。因矿山已闭坑多年，原有巷道已出现不同程度的塌冒，620，680 m水平旧巷修复约754 m，冒区处理约46 m，危险性大、不可预见因素多，因此必须制定切实可行、安全可靠的专项施工方案，以确保作业人员的人身安全。

1 旧巷恢复施工方案

1.1 清理片冒渣石、淤泥及杂物

采用扒渣机扒岩，配0.75 m3U型翻转式及2.5 m3曲轨侧卸式矿车出渣，清理旧巷片冒渣石;淤泥及杂物则采用人工清理。清理出的渣石及杂物由电机车牵引至地表。

因原有旧巷多年未使用，年久失修，有部分巷道塌冒。对帮、顶有局部片冒且片冒区域不是很大的巷道，经临时检撬后，不会对作业人员构成威胁地段，可铺设临时轨道，采用电动扒渣机出碴;对巷道片冒较严重，片冒空间较大，无法进行检撬或经检撬后，仍能对作业人员构成威胁的地段，则根据现场实际情况，采用木支架、钢支架或喷射混凝土进行临时支护，待片冒区域清理完后，再根据要求进行永久支护。

1.2 冒区处理

620 m水平主运输大巷冒区，采用扒渣机装岩、人工及机械打夯，U型钢支架撞楔式超前锚杆法支护。

首先在冒区作业面前2 m位置架设两架钢支架并固定牢固，然后沿钢支架顶及两侧帮分别用24 kg钢轨及圆木作挑杆向前打入碴石内，以防止出碴时碴石涌入钢支架内，人员在钢支架及挑杆子的保护下作业。其施工工艺如下:钢支架短段临时支护→超前锚杆(钢轨)维护→短段出矸石。当钢支架支护具备一定的长度后，后段进行钢筋混凝土永久支护，按此方式逐步推进，最后通过冒区段。

1.2.1 钢支架短段临时支护

紧贴工作面架设钢支架，钢支架采用25U型钢制作，间距0.5 m，支架之间用圆木或槽钢连接牢固，以加强支架沿巷道轴线方向的稳定性。支架固定牢固后，两帮用长3.5 m半圆木背板进行超前防护，顶部用4.0 m长24 kg钢轨进行超前防护，钢轨及半圆木前端均加工成尖形，用大锤或撞锤，按5°～10°向两侧墙及顶部打入碴石中，当有大块无法打进时，应用人工清除或局部破碎大块后再打。因顶部压力大，为保证顶部破碎围岩的稳定，钢轨按150 mm间距打入后焊接固定在顶梁上，钢轨间缝隙用木板堵好，当局部横梁够不着钢轨时，中间加木楔塞紧，使顶梁与钢轨充分接触。钢支架施工如图1所示，撞楔超前锚杆支护施工见图2。

1.2.2 短段出碴石

在超前钢轨及木板的防护下，将冒落的岩石运出，出碴长度不宜超过两支架间距，即0.5 m，以机械为主，人工为辅。在出碴过程中，设专人观察两帮及顶板围岩、碴石的状况，若发现有围岩松动及碴石滑落，及时采取检撬、防护或避让措施。为保证冒落物的稳定，先出两侧碴石，中部碴石尽量保留至钢支架架设好后再出。

1.2.3 钢支架及防护钢轨延伸

当碴石出到够立下一架钢支架距离时，立即支钢支架，支架立好后，用金属拉杆与后面支架连接成整体。两帮木板及钢轨按每2架钢支架增设一排的频率打进。

图1 过冒区段施工纵剖面示意(单位:mm)

图2 撞楔超前锚杆支护施工(单位:mm)

当临时钢支架支护长度达到4 m后，钢筋混凝土支护应及时跟进，混凝土支护应与前端钢支架保持0.5～2m的距离，以不影响前面施工为原则，按此循环通过整个冒落区。

2 安全技术措施

①U型钢可缩性支架装配附件齐全，无锈蚀现象，螺纹部分有防锈油脂;②架设U型钢支架时要检查支架无裂纹、弧线段无飞边、氧化物、溶渣等阻碍物，无硬过渡现象，如发现后立即更换;③钢支架在架设过程中，要严格按设计及规范要求，柱腿要保证垂直度，梁与柱腿连接螺栓必须拧紧;④钢支架支护前测量人员及时给出中线和腰线(标高)，指导施工;⑤在施工过程中，密切观察地压情况，发现支架异常变化，立即采取加固或其它措施，以防支架破坏，发生冒落事故;⑥各位置超前防护钢轨打入矸石中的深度不得小于2架钢支架的间距;⑦拱梁与棚腿结合处必须契合严密，棚不扭斜，不前倾后仰，工程质量符合要求;⑧帮顶必须打严背实，严禁出现不接顶帮的现象;⑨立柱腿时，按准确位置挖出柱窝，深度达到设计要求，柱腿要放在实底处安设，防止棚腿歪斜或悬空。