一种提高巷道维护形变周期的维护工艺在王坡煤矿中的应用_马超智.pdf

技术应用科技创新与应用Technology Innovation and Application2023年6期一种提高巷道维护形变周期的维护工艺在王坡煤矿中的应用马超智，田红卫（山西天地王坡煤业有限公司，山西 晋城 048021）受采区范围内采掘过程的影响，巷道周围岩体发生形变，巷道喷浆段易出现大块浆皮脱落的现象，使井下生产存在安全隐患。集中主运巷，集中辅运巷，南、北翼集中回风巷作为天地王坡煤矿的 4 条主要大巷，其稳定性、安全性对于煤矿正常运转至关重要。由于王坡煤矿采区分布存在特殊性，采区范围内受采掘动压影响而产生不同程度的矿压，导致巷道周围岩体变形、底板鼓起、顶板受压变形，喷浆巷道易出现大块浆皮脱落现象，使井下的安全生产存在安全隐患。针对这一技术难题，以王坡煤矿集中辅运巷（8#轨胶联巷至 3215 运顺绕道段）为例，结合现场地质条件，分析大块浆皮脱落原因，制定合理可行的维护方案。1工程概况1.1现场勘查1.1.1出现大块浆皮脱落的位置通过对现场实际的勘查发现，从集中辅运巷 3207运顺到 3217 运顺，均存在不同程度的浆皮脱落现象。如图 1、图 2 所示。图1集中辅运巷3209段1.1.2范围南北长度约为 4.5 m，东西长度约为 800 m，高度约为 2.8 m。摘要：针对王坡煤矿集中辅运巷3209 运顺3217 运顺段出现的大块浆皮脱落现象进行研究，巷道受回采动压的影响，集中辅运巷架设 U 型钢棚段变形严重，导致原有喷浆区域与顶帮分离，给辅助运输管理工作带来极大安全生产隐患。针对此类现象，提出新的维护工艺，从而提高巷道维护后形变周期，减少巷道受压出现的大块浆皮脱落的现象，这种维护工艺在实践中取得显著效果，可有效控制大块浆皮脱落，提高巷道承受期限，减少巷道维护成本。关键词：大块浆皮脱落；初喷；架棚；假帮；假顶；复喷中图分类号：TD353文献标志码：A文章编号：2095-2945（2023）06-0183-05Abstract:The phenomenon of large pulp shedding in the 3209 shun-3217 transport section of Wangpo Coal Mine is studied.Influenced by the recovery pressure of the roadway,the U-type steel shed section is seriously deformed,leading to the separationof the original grouting area and the top gang,which brings great hidden dangers to the auxiliary transportation management.Aim-ing at this phenomenon,a new maintenance process is proposed,so as to improve the deformation cycle after roadway mainte-nance,and reduce the phenomenon of large slurry shedding under roadway compression.This maintenance process has achievedremarkable results in practice,which can effectively control the large slurry shedding,improve the bearing period of the roadway,and reduce the cost of roadway maintenance.Keywords:large slurry skin shedding;initial spraying;shed;false side;false roof;re-spraying基金项目：山西天地王坡煤矿五小创新专项资金项目（五小创新 004）第一作者简介：马超智（1993-），男，技术员。研究方向为矿山工程。DOI：10.19981/j.CN23-1581/G3.2023.06.043183-2023年6期技术应用科技创新与应用Technology Innovation and Application1.2出现大块脱落的原因主要受采掘动压影响，浆皮脱落严重的巷段一侧均有采掘作业点，采区回采后，遇二次来压造成辅运巷顶板喷浆段出现裂缝，浆皮与顶板分离、脱落。巷道维护工艺为锚网支护+U 型钢棚+喷浆，喷浆过程中如要将 U 型钢棚喷平，至少需要喷射 200 mm，中间的空隙直接由喷浆料填充，浪费大量的原材料，这种施工工艺在遇到二次来压时，就会出现大块浆皮脱落的现象。图2集中辅运巷3211段2集中辅运巷维护的基本安全要求2.1电缆及风水管路的防护标准2.1.1电缆的防护标准将废旧风筒布裁切为 1520 cm 宽的布条，用风筒布条缠绕在电缆上，将其完全包裹（在每处节点使用 16#铁丝捆绑固定），避免后期维护作业使将电缆外皮摩擦破损。施工过程中严禁生拉硬拽。2.1.2风水管路的防护标准施工维护段风水管路进行防护时，维护段吊挂锚杆间距为 46 m，最大距离不超过 6 m，吊挂采用规格为MSGLW-500 22/2400 的锚杆，采用 1864 mm 型圆环链条配合专用马蹄和高强度螺栓进行拴固。管路上部整齐铺设废旧皮带，施工维护作业过程中严禁落煤（矸）到风水管路上。2.2施工维护作业平台的搭设作业三脚架采用 76 无缝钢管焊制而成，主体由两个三脚架平台搭设而成，高度 2 m，长度 1.5 m，底宽0.6 m。顶部铺设木板，用 8#铁丝捆绑木板。作业平台搭设时腿要垂直有力，不得有晃动，保证牢固可靠。平台搭设完成后，在作业平台上铺设拼接 34 块长宽厚=4 000 mm400 mm70 mm 的木板，木板两头与平台架之间采用 8#铁丝连接紧固，平台四周使用金属网，将平台围绕，形成保护网。（人员上下平台使用专用楼梯，严禁踩着巷帮锚杆锚索攀登上下平台。）2.3维护安全要求1）维护作业时要严格按施工顺序执行。2）挑顶扩帮维护段与正常巷高段衔接处不能出现网兜、伞檐等。3）挑顶作业过程中，原有顶钢带、锚网可以作为下方设备、缆线和管路等的防护层，待破煤（矸）够一排，将浮煤（矸）清理干净，满足永久支护时，再对报废顶钢带、锚网进行拆除。严禁在巷道顶板未泄压，在巷道永久支护下对顶钢带进行拆除1。另在切除锚杆、锚索过程中，要做好防护措施，避免切除过程中断锚杆、锚索出现飞溅现象，误伤自己和他人。4）挑顶作业一个循环后要及时对堆积的浮煤（矸）进行清理，严禁影响巷道通风、车辆运行。施工作业平台上的煤（矸）严禁过量堆积。2.4超前支护集中辅运巷挑顶维护作业期间，原有 U 型钢棚补强支护作为维护期间的超前支护。维护作业期间，U 型钢棚超前支护距维护作业迎头不得超过 2 m。2.5U型钢棚拆除1）拆除前，将棚梁用 3T 吊链或双股 8#铁丝拴绑在金属网上，棚梁不得少于 2 道，棚腿不得少于 1 道（棚腿已固定锚杆除外）。2）拆除前，对棚梁顶部板梁逐架进行拆除。3）拆除前，使用风动扳手拧开卡兰螺丝。4）拆除时，要有一人负责观山支护，先对棚梁卡缆、拉杆进行拆除。5）取下棚梁过程中，人员要配合协作。6）拆除作业过程中，严禁任何非工作人员通过。7）拆除后的 U 型钢棚集中码放，严禁现场乱丢、乱放。2.6U型钢棚架设1）架棚前，人员要站在安全地点，用长柄工具进行敲帮问顶，听到“清脆声”或手指有振动感方可工作。2）将棚腿放入柱窝内，用双股 8#铁丝把棚腿拴在帮网上，对准上梁位置，一人把腿扶好，拉杆安装到位。3）上棚梁时，要有一人负责观山指挥，上梁人员要184-技术应用科技创新与应用Technology Innovation and Application2023年6期配合协作，找准棚梁位置，将棚梁放入梁腿接口处，并用双股 8#铁丝把棚梁拴在顶网上，不得少于 3 道。检查中线，合格后将两棚腿和梁头背紧背牢。4）上梁时，加强对风筒、电缆线的防护，架棚工程完工后要及时对风筒、缆线进行标准化整改达标。5）在施工中必须搭工作台时，工作台的腿要落在实底上，并且垂直于底板，台面与腿的搭接要稳固可靠，平台下人员必须站立在安全位置进行作业，如需靠近作业平台作业，必须在告知平台上作业人员后，方可靠近。工作台上作业人员必须系好安全保护绳。6）对不合格的棚子要进行处理、修复，做到帮顶紧实，拉杆齐全。7）最后使用规格为 MSGLW-500 22/2400 的锚杆固定棚腿。3处理方案的制定经研究决定，制定了新的维护工艺。首先在保证巷道的支护强度，锚网支护完成后，对裸露巷道进行初喷，初喷厚度为 100 mm；随后开始架棚，架棚完成后在钢棚内侧覆盖一层金属网，将顶帮背实，在 U 型钢棚之间使用半圆木填充铺平（平面朝外），覆盖一层钢筋网的方式作假帮、假顶，此处的施工作业为本次施工的重点，假帮假顶的设置；复喷平均厚度为 50 mm，将 U 型钢棚和钢筋网完全覆盖即可，喷射混凝土标号为 C20。3.1施工顺序第一步：超前支护。第二步：由东往西以 5 m 为一个循环对 U 型钢棚段进行破除浆皮，并进行挑顶刷帮作业。第三步：永久支护。第四步：维护段进行初次喷浆作业。第五步：维护段架设 U 型钢棚，将 U 型钢棚顶帮背实，同时在钢棚外侧覆盖一层金属网。第六步：在 U 型钢棚间做假帮假顶。第七步：复喷。第八步：清理现场施工卫生，动态达标。3.2施工工艺集中辅运巷挑顶刷帮作业采用风镐破煤（矸）、人工攉煤（矸）转运无轨胶轮车的施工方法。采用单体锚杆钻机、帮锚杆钻机进行永久支护，架设 36U 型钢棚进行补强支护。采用 PS7I-J 转子式混凝土喷射机进行喷浆作业。3.2.1作业方式采用掘支单行，风镐破一排支护一排的作业方式。破煤（矸）作业沿岩层稳定顶板往下逐排破除，每次破煤（矸）1m，支护1m。永久支护后，最小空顶距不大于0.4m，最大空顶距不大于 1.4 m。顶板破碎时，应缩小空顶距，及时打设单体锚杆对空顶区域进行控制。3.2.2工艺流程1）挑顶刷帮维护作业：交接班瓦斯检查、安全检查安设工作台敲帮问顶拆除 U 型钢棚风镐破煤（矸）敲帮问顶永久支护清煤（矸）文明生产自检验收2。2）初喷作业：交接班瓦斯检查、安全检查敲帮问顶喷浆防护、准备喷浆作业清理底料文明生产自检验收。3）架棚作业：交接班瓦斯检查、安全检查安设工作台架设 U 型钢棚文明生产自检验收。4）假帮假顶作业：交接班瓦斯检查、安全检查安设工作台架设假帮假顶文明生产自检验收。5）复喷作业：交接班瓦斯检查、安全检查喷浆准备喷浆作业清理底料文明生产自检验收。3.3临时、永久支护巷道扩帮、挑顶维护后，进行支护作业（按巷道维护安全技术措施进行施工作业），支护完成后对巷道进行初喷作业。3.4初喷1）喷浆时必须拉线作业，以保证喷浆面平整度。2）尽早封闭裸露煤体（围岩），限制煤体（围岩）变形，提高煤体（围岩）自身承载能力。3）喷射材料包括以下几种。水泥：选用普通硅酸盐水泥，水泥标号为 42.5#（过期、受潮结块或混合的水泥均不得使用。）砂子：采用坚硬耐久的中砂或粗砂，细度模数应大于 2.5，含水率控制在 5%7%，含泥量不得大于 3%。石子：采用坚硬耐久的卵石或碎石，粒径不应大于 15 mm。水：混合水中不应含有影响水泥正常凝结与硬化的有害物质。速凝剂：正常情况下，为水泥重量的 2.5%4.0%。配合比：由于喷射混凝土施工工艺的特点，喷射混凝土标号为 C20，既要满足支护结构对喷射混凝土的物理力学性能方面的要求，又要考虑喷射混凝土工艺方面的要求，使喷射混凝土收缩变形值保持最小，喷射作业时的回弹率最低3。4）永久支护完成后对裸露巷道进行初喷，初喷厚度为 100 mm。5）喷浆后，要及时关机，并关闭风水管路阀门，把喷185-2