近距离采空区架棚支护巷道开门施工的研究与实践

彭 浩

枣庄矿业(集团)有限责任公司蒋庄煤矿 山东 枣庄 277519

1 概况

3下608材料巷位于3上608材料巷采空区下开门施工,由于3上608工作面已开采完毕,3下608材料巷开门位置距离3上608采空区距离较近,且3下608材料巷随巷道掘进位于3下608采空区下方,顶板管理相对困难。而且,开门点位置采用架棚支护,由于受采动影响,开门点处顶板破碎,煤体松软,棚梁主动承压,如果采用传统下抬棚、抽棚腿的施工方式开门,极易造成漏顶片帮,同时由于顶板受采动影响后,下抬棚施工锁棚锚杆或锚索极易失效,不起作用,开门期间顶板跨度大,极易造成顶板事故。另一方面,下抬棚期间,极易对相对稳定的顶板造成二次损害,当巷道压力显现,围岩进一步受到破坏,将加剧开门期间顶板管理难度。

2 施工方案的确定

根据开门点处围岩特性,开门期间不宜采用传统的施工抬棚方式开门,尤其棚腿完全受力,施工抬棚、撤掉棚腿极易发生漏顶。为此,我们必须保留原巷道棚梁,采用棚下棚施工技术,新下棚梁在下方将原巷道棚梁抬起的方式施工。具体方法如下:

(1)3下608材料巷开门施工采取留用原巷道棚梁,新下棚梁将原棚梁抬起的方式施工。开门区域内的原巷道棚腿按施工顺序逐步撤除,原安全硐内的棚腿须全部撤除(见图1)。

(2)开门施工第1、2棚的棚梁时,无法使用前探梁,人工上棚梁后,在新下棚梁两端距牙壳200mm 处各支设一棵单体液压支柱并与原巷道棚梁支实,然后及时接顶,栽好棚腿。并将单体液压支柱用双股14#铁丝与棚梁固定,防止支柱歪倒。坚持逐棚掘进、逐棚抽出棚腿。如开门施工的棚距过大无法抬起原巷道棚梁时,可根据现场情况,适当缩小棚距,确保原棚梁被有效抬起。

(3)新施工的棚梁与原巷道棚梁交叉处使用双眼(φ25mm)铁夹板(规格为长×宽×厚=300×120×8mm)配合“U”型卡箍将上下两棚锁牢。

(4)当新下棚梁支护完成后,可以实现多组棚梁与原施工棚梁锁成一个整体,然后逐步撤下开门侧的棚腿,保证了顶板及棚梁的稳定。

3 保障措施

3下608材料巷开门施工必须严格落实好棚梁施工质量,严格按照施工中线控制好棚梁施工角度,必须将新下棚梁与原棚梁紧密结合,接实顶板。

(1)原巷道右侧棚腿抽出前,需紧固原施工的锁梁锚杆、锚索,然后在被抬的棚梁下面靠近被抽棚腿处打牢临时点柱,方可抽出棚腿。坚持逐棚掘进、逐棚抽出棚腿。如开门施工的棚距过大无法抬起原巷道棚梁时,可根据现场情况,适当缩小棚距,确保原棚梁被有效抬起。

(2)开门施工的第1、2棚的棚梁无法使用前探梁,人工上棚梁后,使用双股8#铁丝将棚梁吊挂在顶板铁丝网上,且不少于2 道。然后及时接顶,栽好棚腿。

(3)3下608 材 第4、5、6 棚 为3.4m 右 侧 长 单 翅 棚 梁,施 工φ22×2400mm 的左旋预应力阻尼锚杆配合1块双眼(φ25mm)铁夹板(规格为长×宽×厚=260×120×8mm)锁住单翅棚梁。施工完第7棚后按图示位置施工操作室,抬棚梁规格为3.04m,向里施工时棚梁规格均为3.04m,棚腿规格为3.3m,深度2.0m。

图1 开门施工支护大样图

(4)使用好前探梁临时支护,严禁空顶空帮作业,前探梁临时支护必须均匀布置,前探梁上放置棚梁,施工期间严禁撤下前探梁。

(5)架棚支护必须使用好“十米棚连锁”,新下棚梁棚腿必须使用快硬水泥蛇形端锚金属锚杆配合δ8mm 钢板锁至顶板或帮壁上。

4 结论

3下608材料巷开门支护方式解决了传统下抬棚抽棚腿施工时,易造成顶板冒落、帮部片帮的问题；直接抬原棚梁的方式,解决了巷道在顶帮煤层破碎时下抬棚易发生事故的问题,确保了施工的安全。

其次,是采用锚杆、锚索配合铁夹板及“U”型卡箍将上下两棚锁牢,实现新老棚梁练成一个整体,提高了支护强度,避免了棚梁打滚、咬棚等问题。