煤矿巷道支护设计及施工工艺

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资源描述

支护设计一、巷道断面巷道断面直墙半圆拱型,净下宽:3.6m,净高:3.0m,净断面:9.4㎡,掘进下宽:3.8m,掘进中高:3.1m,掘进断面:10.6㎡。二、支护方式(一)、永久支护巷道永久支护方式采用锚网喷,巷道交叉口、岩层松软、过断层等地段采用锚网喷+锚索支护。按悬吊理论计算锚杆参数:1、锚杆长度计算:L=KH+L1+L2式中L---锚杆长度,m;H---冒落拱高度,m;K---安全系数,一般K=2;L1---锚杆锚进稳定岩层的深度,一般按0.5m;L2---锚杆的外露长度,一般取0.1m;其中:H=B/2f=3.8/(2×3)=0.63B---巷道掘进宽度,取3.8m;f---岩石坚固系数,取3;K---安全系数,一般K=2;则:L=2×0.63+0.5+0.1=1.862、锚杆间距、排距计算:设计时间距、排距均为a,则a=[Q/KHγ]1/2=1.02式中a---锚杆间排距,m;Q---锚杆设计锚固力,64kN/根;H---冒落拱高度,0.63m;γ---被悬吊砂岩的密度,取25kN/m³;K---安全系数,一般K=2;通过以上计算,选用直径20mm螺纹钢树脂锚杆,长度为2.0m,锚杆间、排距为0.9m。网片采用钢筋网,相邻网片要压茬连接,搭接长度不小于100mm。爆破前锚网支护距迎头不大于0.7m,炮后不大于2.4m。围岩性较好时,采用先锚后喷的方式;围岩稳定性较差是,锚杆间、排距应适当缩小,并要先及时喷射混凝土,喷浆厚度不小于30mm,然后打设锚杆,复喷必须达到设计厚度。初喷距工作面不超过5m,复喷距工作面不超过10m。洒水养护时间不少于28天。(二)、临时支护1、由于锚杆机手柄长度为1.3m,锚杆间距为0.9m,因此,在炮后及时进行敲帮问顶,然后操作人员站在支护完好的地点打设顶锚杆作为临时支护。2、初喷工作面作临时支护。炮后及时找掉,冲刷巷帮后立即进行初喷,初喷厚度不小于30mm,喷体初凝20min后,施工人员方可进入迎头。(三)、加强支护巷道交叉口、岩层松软、过断层等地段采用锚网喷+锚索支护。支护断面图支护工艺一、支护工艺及要求。1、锚杆、锚索及锚固剂:锚杆采用直径为20mm螺纹钢树脂锚杆,长度为2.0m,锚索长6.2m,每根锚杆使用树脂锚固剂锚固长度大于0.5m,锚杆外露长度为30~50mm。托盘120mm×120mm×5mm的正方形钢板制成。锚固剂型号为CK2350型,长度为500mm。2、锚网采用金属网片,网片规格为长×宽=2000mm×1000mm,网格为长×宽=50mm×50mm。3、混凝土:喷射混凝土采用复合硅酸盐水泥﹙P·C42·5﹚,纯净的山砂、粒度不大于10mm,按配比为水泥:砂=1:3.6均匀搅拌而成,混凝土标号为C20。4、速凝剂:型号为J85,掺入量为水泥重量的4%,速凝剂必须在喷浆机的上料口随喷随掺入,不得提前掺入混凝土内。二、锚杆安装工艺(一)、打锚杆眼:1、打眼前,首先严格按照中、腰线检查巷道规格,不符合设计要求时必须先进行处理;打眼前先按照由外向里、先顶后帮的顺序检查顶帮、找掉活矸危岩,确认安全后方可作业。2、锚杆眼位要准确,眼位误差不得大于100mm,眼向误差不得大于15°,锚杆眼深度应与锚杆长度相匹配,打眼时应在钻杆上做好标志,严格按锚杆长度打锚杆眼,深度为1.9m。打眼应按由外向里、先顶后帮的顺序依次进行。3、打锚杆眼使用锚索钻机(型号MQT—120)),钻头采用PCDφ28,使用时要先送水、后送风、停机要先停风、后停水。(二)、安装锚杆锚杆孔钻好后,拱基线以上眼孔用水冲洗干净,帮眼先用吹管吹尽孔内矸碴、泥浆,再用锚杆将树脂药卷轻轻送入眼底,再用锚矸钻机进行搅拌,搅拌40s±5s凝固后取下钻机,20min后拧紧螺母,要求托盘紧贴岩面,确保支护有效,避免顶板离层。1、顶锚杆施工工艺:掘进→找掉危岩后出矸→临时支护→钻顶板中部锚杆眼→清孔→用锚杆装树脂药卷→按规定时间搅拌树脂药卷→待1分钟后铺金属网上托盘和螺母→安装其它锚杆。2、帮锚杆施工工艺钻孔→清孔→安装树脂药卷和锚杆→按规定时间搅拌树脂药卷→待1分钟左右→﹙铺网﹚上托盘拧紧螺母→安装其它帮锚杆。锚杆安装示意图(三)支护质量要求1、锚杆间排距为900mm×900mm,锚索2.4m一组,每组2棵。2、锚杆要求与顶板或巷道轮廓尽量垂直,与岩石面夹角75°≤β≤105°。3、锚杆外露长度为30mm~50mm。4、网片要压茬连接,搭接长度不小于100mm。5、每300根锚杆进行一组(一组三根)锚杆拉力试验,锚固力顶锚杆必须达到10t、帮锚杆必须达到5t以上,拧紧力矩不小于120N.m,不合格的必须重新补打。四、喷砼工艺流程:喷砼人员进班后首先对喷射段巷道进行几何尺寸检查、是否符合设计要求。发现不符合设计要求的地方必须先进行处理,进行喷射柱埋设,拉喷砼线,冲洗巷道顶帮,喷砼,喷后清理回弹物。喷射机的开机顺序:首先开风,接着开水,紧接着送电,最后上料;关机顺序:首先停料,待料完毕停电,接着关水,最后关风。(一)、混凝土材料要求:1、喷射混凝土必须使用不低于42.5#的水泥、纯净的山砂粒度不大于10mm,按配比为水泥:砂=1:3.6均匀搅拌而成。混凝土标号C20。2、速凝剂:型号为J85型,掺入量为水泥重量的4%。速凝剂必须在喷浆机的上料口随喷随掺入。不得提前掺入混凝土内。3、支护所用的水泥、砂和速凝剂要分类存放,水泥和速凝剂的存量分别控制在50吨和15吨左右,不得大量存放,以防长时间存放受潮失效;砂不少于50吨。(二)、喷射混凝土时的注意事项:喷射混凝土前的准备工作:(1)检查待喷巷道内的所有锚杆、锚索、金属网是否合格,无问题时方可进行喷射工作。(2)清理待喷巷道范围内的杂物、矸石等,接好风、水管路,输料管路要摆放平直不得有急弯,接头要严密不得漏风。(3)检查喷浆机是否完好,磨擦板是否紧固,有无漏风等,无问题时,方可进行喷射工作。(4)检查风、水压是否符合要求,风压应控制在0.1~0.12Mpa,水压应控制在0.25MPa。2、在喷浆前,先检查待喷巷道的规格质量,必须符合设计要求,方可进行喷射混凝土工作。3、砼配比为水泥:砂=1:3.6,水泥标号不低于42.5#,砂粒度不大于10mm,速凝剂掺量为水泥重量的4%。4、人工搅拌料时要将料搅拌均匀,配比符合要求。5、为保证喷浆厚度和表面光滑,必须挂线喷浆,即在巷道顶板和巷道两帮分别按巷道设计的净高、净宽挂好三条线,作为检查巷道规格和喷浆厚度的依据。6、喷浆前要用压风与水将巷道顶帮冲刷干净,并将电缆和其它设备保护好,用木板盖严。7、喷射手在喷浆前必须戴上胶皮手套、防护口罩、防护眼镜、雨衣和雨裤。8、喷射中,一人掌握喷枪,一人协同移动输料管,胶管不得出现直角弯。持枪者要一手紧握喷枪,掌握喷射方向,一手握住进水阀门,控制水量大小,严禁枪口对向其他工作人员,喷射时要通过调节水阀门控制合适的水灰比(0.4~0.5)。9、喷枪与受喷面要基本垂直,最小不得小于750mm,喷枪与受喷面的距离以1.0~1.2m为宜。10、喷枪操作时,应使喷头沿螺旋形轨迹(1~1.5m)运行,一圈压半圈(圈径200mm)的均匀缓慢移动。11、喷射顺序:先下后上,先墙后拱,先凹后凸。喷墙时一次喷厚60~80mm,喷拱时一次喷厚30~40mm,间歇时间15~30分钟。12、速凝剂必须随喷随掺,不得提前掺入料中。13、喷射砼必须洒水养护,要求每班洒水1~2次,养护时间不少于28天。14、两帮必须挖出不少于100mm深的基础,防止出现“穿裙裸脚”现象。15、对于渗水或漏水地段,宜采用排、堵的方式来解决。用导水管把水集中导出,当砼形成强度后,再用砂浆封孔。16、在松散破碎和膨胀性围岩中进行锚喷作业时,必须注意以下几点:(1)严禁用高压水冲洗围岩,必要时可用压风冲刷。(2)放炮后立即喷混凝土50mm,水泥标号不低于500#。(3)喷完混凝土后到下一循环放炮时间间隔不应小于4小时。(4)可采用金属网、锚杆、锚索进行联合支护。(5)放炮前,预打超前锚杆,把顶板锚住防止顶板冒落。17、正在喷浆的回弹料,可回收掺入新料中,但掺量不得超过30%,亦可灌注水沟、台阶等。18、喷射混凝土的回弹率的规定:拱部不大于25%;两帮不大于15%。19、为了减少喷射砼的收缩裂缝,应使用潮湿的中粗砂,控制水泥用量,不能太多,严格掌握水灰比,喷层厚度不得低于50mm,并保证最少28天的潮湿养护。20、严格执行开停机顺序,开机前必须先给水,后开风,再开机,最后上料;停机时,必须先停料,后停机,再关水,最后停风。

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