大断面软岩巷道一次成巷快速施工技术研究.doc

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资源描述

1、1大断面软岩巷道一次成巷快速施工技术研究摘要:针对常村煤矿 1110 岩石集中巷施工对软岩爆破技术、支护技术、劳动组织进行研究,总结了一整套大断面软岩巷道一次成巷快速施工技术。 关键词:光面爆破 支护 劳动组织 前言: 目前我国大多数煤矿都面临着软岩巷道掘进效率低的问题,特别是大断面软岩巷道施工,由于进行大断面岩巷施工过程中易发生掉顶、片帮事故,巷道成型极难控制,巷道施工后易发生底臌、两帮内挤、顶板下沉、浆皮开裂现象,巷道前掘后修现象较为普遍,严重影响岩巷掘进速度。目前由于各个煤矿的具体条件不同,国内外也没有统一成型的整套施工技术。只有在具体条件下具体分析其 围岩应力性质机理,采取相应的施工方

2、式 、支护方法和措施 ,才能取得良好的效果。因此,研究大断面软岩巷道爆破及支护技术,从而降低巷道翻修率,提高掘进效率是应当亟待解决的问题。本文针对常村煤矿施工的断面为 4.23.5m1110岩石集中巷进行施工技术研究,以选择合理的整套软岩巷道快速施工技术。 1.地质概况 1110 岩石集中运输巷为先期为 1110 工作面运输巷,满足 1110 工作面回采时的煤炭运输、通风、行人、运料需要;后期为西翼总回风巷,2其服务年限为矿井西翼回采结束。该巷西部与 11 采区第四中部车场相连,北部为未开采区,南部为 1106 工作面;东部为 1107 工作面,西为设计的西翼 13 采区。1106 工作面与该

3、巷相距 100m,在施工中不会对该巷产生较大影响。该巷为穿层巷道,穿过的岩层主要有砂岩、泥岩、沙质泥岩、L7 灰岩、L8 灰岩。但大部分区段为砂质泥岩,地层构造非常复杂。 2.爆破施工方案 软岩巷道的光面爆破不同于稳定岩层的光爆,其主要原则是:按照巷道设计轮廓线成形,尽量减少炮震裂隙,但不需要眼痕率的要求。根据此原则,软岩巷道光爆施工,周边眼采用不耦合单段空气柱式装药结构,利用药卷巷与孔壁间的换装空气间隙,药卷与炮泥间的轴向空气柱,来缓冲爆炸作用于孔壁的冲击力,使之等于软岩在多向应力状态下的抗压强度,即在炮眼周围不产生粉碎区,并尽快形成相邻周边孔间的贯穿裂缝,从而控制围岩裂隙的发展。 2.1

4、掏槽方式 掏槽眼的作用增加爆破的自由面,提高爆破效 果。掏槽眼的布置位置应布置在巷道断面中央靠近底板处,掏槽形式应根据巷道断面大小和开挖岩体的性质确定,由于该巷所穿过岩层 以泥岩、砂质泥岩和炭质泥岩为主,岩性较软 , 所以选用三角柱直眼掏槽形式 。 2.2 辅助和周边眼布置 辅助和周边眼的作用主要是继续扩大掏槽,形成巷道轮廓,其布置参数见表 2 和图 2 所示。为了实现光面爆破提高爆破效率,掏槽眼和辅助眼使用耦合装药结构,周边眼使用不耦合装药结构, 要严格控制周边3眼药量,保证巷道成型,尽量减少围岩破坏和超欠挖。 2.3 炮眼深度 合理的炮眼深度应根据凿岩极具的凿岩能力和工人的操作水平有关,一

5、般气腿式凿岩机较合适的眼深为 1.82.2m。由于巷道所穿过岩层较软,空顶距离不能太大,所以确定掏槽眼深度 2.2m,辅助眼和周边眼深度 1.8m 。 2.4 爆破微差时间 光爆法炮眼起爆时差弱超过 0.1s,一个炮眼就同单独起爆一样爆破效果很差,因此应尽可能减少光爆炮眼的起爆时差。因此用 15 段矿用8 毫秒延期电雷管总延期不超过 130s。 3.支护施工方案 3.1 主要支护措施 针对 1110 岩石集中巷具体地质条件采取锚网喷支护、锚索加强支护、滞后注浆联合支护形式锚杆为 182200mm 高强预应力锚杆,每根锚杆选用三卷 MSCK2335 树脂卷锚固,设计锚固力 150kN。锚杆间距

6、700mm,排距 700mm,锚索为 18.96300mm 钢绞线,在断面内布置五套,排拒1500mm,安装锚杆采用 2 卷 MSCK2335 和 3 卷 MSK2335 树脂卷锚固。 3.2 支护技术参数 (1)支护参数。钢筋网:电弧焊钢筋网,6mm 圆钢,网孔100mm100mm,满铺;锚索:18.96300m 高预应力锚索;注浆锚杆:采用长度 2.6m 的 4 分钢管制成,底端 1.0m 长度内错开钻孔,孔径由大到小,前端孔径 8mm,后端 4mm,采用空心速凝水泥卷封孔,封孔长度为 41.6m,注浆时从底角向上一次注浆。喷射砼:设计强度等级为 C20,初喷厚度 50mm,复喷厚度 50

7、mm,配合比 1:2:2。 3.3 整体施工方案 1110 岩石集中运输巷整体施工方案:光面爆破锚网支护初喷关键部位锚索加强支护复喷壁后注浆注浆。 按分段施工:迎头掘进锚网支护并进行初喷,5m 后在打设锚索,在耙矸机后进行围岩注浆三个地段可以平行作业。 4.劳动组织 1)实行多工序平行作业 实行多工序平行作业, 在有限的时间和空间里把放炮支护、出矸、钻眼、注浆等工序统筹安排, 使每一个循环时间和巷道空间得到充分利用, 有利于缩短循环时间, 提高工时利用率。在岩巷掘进中, 钻眼和装岩两个工序的工作量大, 占用时间长, 在工序安排上使钻眼和装岩两个工序平行作业, 其它各工序也尽可能平行作业, 以充

8、分利用循环时间。 2)抓好正规循环作业 实现正规循环作业是全面地、有计划地、均衡地完成施工任务的有力保障, 是提高掘进效率的一项重要措施。按照多工序平行作业的原则,合理确定各工序的作业顺序和作业时间, 编制好循环图表, 贯彻到每一位施工人员, 使全体施工人员心中有数, 保证按序进行作业; 同时要制定好奖罚政策, 保证实现正规循环作业。运输系统改造部皮带机巷循环作业图表下图所示。1110 岩石集中巷采用三八作业制, 每班单循环,5循环进尺 1.6 m, 每 6 个圆班前移耙矸机、铺道 1 次, 每次需要 1 个圆班, 利用该时间补打永久水沟等。 3)加长耙矸机卸料槽,实现快速出矸 加长耙矸机卸料

9、槽, 采用电机车调车, 实现快速出矸序, 唯有加快矿车的调度, 提高耙矸机的工时利用率, 才能提高装岩效率, 减少该工序占用的循环作业时间。在 1110 岩石集中运输巷掘进过程中采用加长耙矸机卸料槽, 使卸改造部皮带机巷掘进过程中采用加长耙矸机卸料槽, 使卸以减少调车时间, 提高耙矸机的利用率。 4)前掘后注, 保障后路安全 锚注支护是一种新的软岩巷道支护方法, 该支护方法充分体现了软岩巷道先柔后刚的支护原则, 在东翼运输大巷翻修中获得试验成功, 并取得较好的技术经济效益。该方法是在锚喷支护巷道开挖 20 40 d 后, 使巷道应力释放后, 在巷道内打注浆锚杆, 注一定压力的水泥浆液来加固围岩

10、, 该支护方法将有效提高围岩自身承载能力,预防后巷变形,浆皮开裂,减少翻修工作量,对应头快速掘进施工的组织和实施有着重要的意义。 结论 1、推行中深孔光爆技术和合理的支护技术 , 在各工序互不影响的前提下 , 可以科学管理实行多工序平行作业 , 减少巷道掘进总花费时间 , 提高岩巷掘进速度。 2、运用中深孔光面爆破技术, 多工序平行作业, 组织好正规循环,采用先进的支护工艺, 使各工种目标一致, 责任明确, 各工序工作6衔接紧密, 充分利用好循环时间, 同时有效地减少了后路维护工作量,加快了施工速度。 3、采用锚、喷、索、注联合支护方式, 成功地解决了大断面软岩巷道控制问题。 4、通过光面爆破参数的比较和现场爆破论证说明, 基于爆炸应力波和爆生气体综合作用理论的光面爆破计算公式, 适用于软岩及损伤岩体光面爆破参数的确定。

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