三软巷道交岔点支护技术的运用分析
三软巷道交岔点支护技术的运用分析
发表时间：2014-10-31T14:17:41.200Z 来源：《科学与技术》2014年第9期下供稿作者：杨峰
[导读] 该地区煤矿矿井中煤层顶底板围岩非常柔软，容易破碎。一旦遇到水，很容易膨胀,属于具有代表性的三软地层。
杨峰 (河南能源化工集团永煤公司常村煤矿471900)
【摘要】目前在三软巷道支护上，具有非常大的困难。尤其是对于三软巷道交岔点的支护，更是出现了非常大的阻碍。本文通过研究河南能源化工集团常村煤矿的具体情况，对交岔点使用锚网喷，锚索以及Ｕ型棚方式进行支护，让支护效果达到最佳程度，以期保证巷道的整体的质量。
【关键词】三软巷道；交岔点；支护技术
引言
该地区煤矿矿井中煤层顶底板围岩非常柔软，容易破碎。一旦遇到水，很容易膨胀,属于具有代表性的三软地层。在巷道交岔点处,其应力集中显著,压力非常大，支护难度大。如果仅仅只是使用简单的支护形式无法达到要求，所以为了让岩体具有承载能力,对交岔点使用锚网喷，锚索以及Ｕ型棚形式进行支护,让支护效果达到最佳程度，以期保证巷道的整体的质量。
1.施工地点的具体情况
交岔点处在11采区第三中部车场同运输巷的结合地域。11采区第三中部车场地面标高+192m- +195ｍ,巷道底板标高-116m，埋深308m-311ｍ。早期的支护方案是工字钢梯形棚,梁长3.4ｍ,净高2.3ｍ,净断8.7ｍ2。因为支护存在时间较长，而且很少进行维护，巷道出现比较严重的变形,工字钢棚梁被压弯等等其他情况。目前巷道宽度只有1.8m，断面也只有3ｍ2。为了可以达到1107工作面综采设备的运输，安装生产需要等其他各方面的要求，必须对交岔点进行大断面扩修。轨道下山巷道也属于扩修巷道,早期的支护方案过于滞后，因此必须排除，否则会对巷道造成一定程度的威胁[1]。
2.具体方案制定
2.1断面设计
因为11采区是常村煤矿当前非常重要的生产采区,在11采区运输以及通风中处于重要的地位。另外由于从11采区的工作面设备的运输，以及安装实际情况入手，在制定具体方案时，11采区第三中部车场巷道净断面面积不能少于15ｍ2,Ｕ型棚支架主要分为3部分,弧形顶梁和2根架腿。梁长为4 608ｍｍ,腿长3 470ｍｍ,腰宽4 300ｍｍ,底宽为4 800ｍｍ,净高3 800ｍｍ。具体见图1.
2.2支护设计
交岔点处支护方案使用锚网喷，锚索以及Ｕ型棚协同支护方式进行支护。首先从11采区轨道下山下部车场扩修到交岔点时,必须预期建设锚杆，锚索,加固顶板和巷帮。一般情况下，锚杆间，排距为600ｍｍ×600ｍｍ,锚索间距为1.5ｍ,排距为1.5m；其次在交岔点量变搭建净断面面积为14.6ｍ2的36u型钢Ｕ型棚支架,中间区域使用5.0ｍ工字钢梁连接牢固,间距为1.0ｍ,一旦出现空顶空帮,那么必须使用水泥砂浆灌浆来充填；最后对三岔点进行喷浆进行加固。
3.施工工艺
3.1建立锚杆以及锚索
首先一般情况下，锚杆建设都采取钢筋锚杆结合树脂药卷的方式,锚杆长度为3.0ｍ,锚杆间距为600ｍｍ,排距为600ｍｍ,锚杆建设必须和掘进工作面进行吻合。每根锚杆使用2卷树脂锚固剂进行加固,锚固长度不能少于700ｍｍ,锚杆外露长度不能超过100ｍｍ,药包在使用
20min后才进行螺丝的加固；其次锚索使用直径不能少于17.8ｍｍ，长6 000ｍｍ的钢绞线结合锁头，托盘制作。其中锚索长度为5700ｍｍ,外部裸露区域为300ｍｍ,每孔使用4个直径25ｍｍ，长为350ｍｍ的树脂锚固剂加固,锚固力不能少于160ｋＮ/根。托盘使用长500ｍｍ的工字钢制作,同时在上面钻1个直径不能小于17.8ｍｍ的圆孔,锚索建设和掘进工作面保持吻合。锚索间距为1.5ｍ,排距为1.5ｍ[2]。
3.2构建U型棚
首先，Ｕ型棚主要分为3部分,弧形顶梁和2根棚腿,弧形顶梁梁长4 608ｍｍ,水沟侧腿长3 770ｍｍ,另一侧腿长3 470ｍｍ,腰宽为4 300ｍｍ,底宽为4 800ｍｍ,净高为3 800ｍｍ,净断面面积为14.6m2；其次在交岔点口两边搭建2个Ｕ型棚支架,中间区域使用4.0ｍ工字钢梁连接加固,间距为1ｍ,一旦出现空顶空帮,那么必须使用水泥砂浆进行填充。
3.3喷浆
首先，混凝土中的水泥，砂，石子的比例为1∶2∶2，水泥为42.5#硅酸盐水泥,石子粒度为5ｍｍ,速凝剂掺量是水泥质量的3%左右；其次为了确保喷浆厚度，以期让表面保持光滑,应该采取挂线喷浆,其顺序基本为先下后上，先凹后凸等。
4.巷道质量检测以及矿区检测
首先是对于锚杆以及锚索固力检测。锚杆锚固力检测使用ＬＺＤ-200型锚杆拉力计进行拔拉。锚索锚固力检测使用ＭＧＬ-20型锚索拉力计进行拔拉。在施工区域内，施工人员必须注重对于所打的锚杆，锚索的锚固力进行严格的检查,如果锚杆，锚索没有达到目标，那么必须进行补打，直达满足具体的要求；其次是螺母扭力矩检测。施工人员对所打设锚杆使用的扭矩扳手做螺母扭矩检测,如果没有达到要求，那么必须再次进行加；最后是巷道围岩位移检测。此交岔点位置设置检查点，检测巷道顶底板移近，以及水平变形等其他情况。
5.支护效果总结
首先对于矿压观测变形研究。此前对于交岔点的监测,施工后30ｄ后,平均顶底板位移量4.0ｍｍ,日顶底板移近量最大6.5ｍｍ,水平平均