深部岩巷支护技术研究与应用

深部岩巷支护技术研究与应用　

张国旗　（唐山开滦林西矿业有限公司）　

摘要：开滦林西矿业公司在十二水平延深开拓巷道２９０１电车　道、２９０３电车道、２１Ｏ２下山及２７０５轨道上山推广应用了中深孔光　面爆破、陶粒土喷浆和高强锚杆及巷道加固配套技术。取得了良好的　经济效益，为林西矿业公司开拓施工起到了示范工程作用。　

关键词：深部岩巷光面爆破陶粒土高强锚杆支护技术　

０引言　

开滦林西矿业公司矿井始建于１８７９年，１９０２年正式　

投产，是一座生产１１０余年的老矿井，现已开采至深部十　

一水平（一８４０ｍ），生产准备开拓延深巷道已经进入十二水　

平（一１Ｏ００ｍ），埋藏深度达１０３Ｏｍ。随着矿井开采深度的　

不断增加，巷道矿压显现日益剧烈，造成巷道维修量不断　

增加。为了缓解生产衔接紧张的局面，在十二水平延深开　

拓岩巷中推广应用了中深孔爆破、陶粒土喷浆和高强度锚　

杆配套技术的应用，取得了良好的支护效果，巷道进尺提　

高了３０％，经济效益明显。　

１工程概况　

１．１十二水平大巷地质条件　

１２水平西部大巷位于我公司杜军庄背斜区域，地质　

构造复杂，为１２水平主要运输巷道，标高一１Ｏ００ｍ。本工　

程施工于１２　／２煤层底板岩层中，主要岩性为泥岩、粉砂　

岩、细砂岩。多为灰色、黑色。倾角为１８。一２３。。围岩节　

理、裂隙发育，破碎。施工过程中应注意岩性变化，确保安　

全。施工区域位于我公司杜军庄背斜构造块内，地质构造　

复杂，主要充水因素为１２煤层底板砂岩裂隙水，施工遇裂　

隙发育处出现淋水现象，正常水量为０．３ｍ３／ｍｉｎ，最大涌水　

量０．６ｍ３／ｍｉｎ。　

１．２十二水平大巷电车道巷道布置　

１２水平电车道布置在１２’／２煤层底板岩层中。由东向　

西按３％。下坡施工１２０ｍ到水仓入口后，再按３％ｏ上坡施　

工。岩石赋存条件较好时，采用锚网喷支护。　

电车道净断面规格：４．５ｍ　Ｘ　３．２ｍ。巷道净断面Ｓ净　

＝１２．２３ｍ２，巷道荒断面Ｓ荒＝１３．１４ｍ　。巷道采用锚网喷　

联合支护，断面每排１　１根　２２ｍｍ，长度１８００ｍｍ右旋　

等强金属螺纹钢锚杆。金属网使用直径为６ｍｍ冷拔丝制　

作。网格规格为１　２０ｍｍ　Ｘ　１　２０ｍｍ，网片的规格为：长Ｘ宽　

＝２２００ｍｍ　Ｘ　１Ｏ００ｍｍ，每排使用６片，封闭浆厚度不小于　

４０ｍｍ，成巷后总厚度不小于１　００ｍｍ。　

１．３十二水平大巷电车道支护工艺　

１．３．１支护材料　

①锚杆及锚固剂：锚杆选用右旋等强金属螺纹钢锚　

杆，直径２２ｍｍ，长度１　８００ｍｍ，锚杆安装要符合“三径”　

匹配，每根锚杆使用３卷Ｋ２３３３树脂锚固剂，锚固剂直径　

２３ｍｍ，长度３３０ｍｍ，用风锤打锚杆眼使用①３２ｍｍ钻　

头．用锚杆机打锚杆眼使用１．０ｍ长可接专用钎子，　①２７—３２ｍｍ双齿钻头。　

锚杆外露长度：螺母以外１０～３Ｏｍｍ，托盘为正方形，　

规格为１２５ｍｍ×１２５ｍｍ，厚度不小于５ｍｍ。每根锚杆锚　

固力《７０ｋＮ，螺母扭矩≥１　５０Ｎ．ｍ。锚杆间排距为　

８００ｍｍ　ｘ　８Ｏ０ｍｍ。　

②金属网采用直径６ｍｍ的冷拔丝制作的金属网。　

③喷浆必须采用标号４２５号水泥，浆料配比为水泥：　

陶粒土＝１：３，浆体强度≥Ｃ１３，另加入水泥用量的２～４％　

速凝剂，速凝剂和骨料必须搅拌均匀，淋水较大的区域可　

酌情加大速凝剂的掺入量，但最多不超过水泥用量的　

７％。　

１．３．２锚杆安装工艺　

ａ）打锚杆眼　

爆破后先进行找掉，迎头高度达到２．５ｍ时，找掉后　

先在顶部每排打注７根锚杆，迎头高度达不到２．５ｍ时，用　

２．２ｍ长钎子在锚杆有效控项范围内打揪眼出矸，巷道高　

度达到２．５ｍ高后，再打注顶部锚杆。锚杆未上好前，不得　

打迎头炮眼，顶部锚杆安好后，打上部眼。然后出矸、打底　

部以上第二根锚杆，最后打下部炮眼。耙岩机前移后补齐　

两帮最下部锚杆、网和浆。　

打揪眼和安揪时，超出锚杆的有效控顶范围时，在操　

作人员１．０米范围用①≥１２０ｍｍ松木圆柱打一根牢固　

的带帽点柱控制顶板，带帽木板厚度不小于５０ｍｍ，点柱　

长度根据现场情况确定，点柱要在实茬上，如在虚矸或煤　

上，要在点柱下穿木鞋，木鞋规格：２００　Ｘ　２００　Ｘ　７０ｍｍ，点　

柱上方与顶板接实，并用木楔子楔紧。　

打掘进眼时，锚杆距槽口不超过０．９米，响炮后锚杆　

距槽口不超过３．０米，锚杆的有效控顶范围为往前不大于　

０．９米。　打锚杆眼前，首先严格按照中、平线检查巷道断面规　

格，不符合施工设计要求时必须先进行处理，打锚杆眼前，　

要先按照由外向里，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。锚杆眼位置要准确，眼位实际　

操作允许误差４－１０Ｏｍｍ，眼向误差不得大于１５度（锚杆　

角度≥７５度），锚杆应垂直岩层层理打注，岩层层理不明　

显时，垂直巷道轮廓打入，锚杆要用铅丝作好标记。锚杆眼　

深度为１．６８～１．７０ｍ。打锚杆眼时，采用锚杆机长、短钻杆　

或配套风锤小锤架施工。锚杆眼要打一个上一个，严禁打　

多个眼后一并锚固。　

②安装锚杆　安装前应将眼孔内的积水、岩粉用吹眼器吹干净，吹　

眼时，操作人员应站在孔口一侧，眼孔方向不得有人，然后　

把锚固剂按规定数量送入眼底，随后将锚杆插入锚杆眼　

内，使锚杆顶住锚固剂，使用锚杆机或风动扳手和配套锚　

１４６　杆套进行搅拌，搅拌时间均为２０　３５秒，搅拌时要保持推２８天以上，７天内每天洒水一次，７天以后每周洒水１次。　

力，快推快搅，中间不得间断，在搅拌时间内把锚杆顶到设喷浆完毕后，应立即收集回弹物，并将当班拌料用净。当班　

计位置　然后停止锚杆转动将锚杆机或风动扳手与锚杆分喷浆结束后，必须卸开喷头，清理水环和喷浆机内外所有　

离，然后在外端套上托盘和螺帽。搅拌时搅拌设备转速必须灰浆和材料。喷浆的回弹不得超过１　５％，废料要当班收　

大于１　５０ｒ／ｍｉｎ。搅拌完５分钟进行紧固。并做好锚杆标记。集，利用。保证喷浆机清洁。　

１．３．３金属网的使用：金属网使用方法　ｂ开机时，必须先给水，后开风，再开机，最后上料；停　

铺网时。金属网由正顶开始向两帮沿走向横向铺放，机时，要先停料，后停机，再关水，最后停风。喷射工作开始　

锚杆外露部分穿过金属网，金属网外使用锚杆托盘将金属后，严禁将喷射枪头对准人员。枪口前方及附近严禁站人　

网托住，用配套螺丝紧固好；金属网采用直径６ｍｍ的冷或从事其他工作。喷射中突然发生堵塞故障时，喷射手应　

拔丝制作的金属网，网要压茬连接，搭接长度紧握喷头，并将喷口朝下。　

１５０ｍｍ一２００ｍｍ，相临两块网之间要用１６～１８｝｝绑丝连　Ｃ发生堵管时要及时断电停料停水，用敲击法逐段疏　

接，连接点要均匀布置，以焊接点为绑扎点为宜，间距通管路，处理时要放直输料管，设专人把好枪头，任何情况　

２００ｍｍ。然后再进行喷浆，喷浆时迎头留出２００ｍｍ网头下枪口不准对着人，更不准对着枪口看。如用压风吹时，压　

不喷，便于下次循环网片的连接。迎头够一排网的宽度就风压力不超过０．４ｍｐａ，喷枪头必须握紧。　

要及时铺网。　㈤喷浆质量　

１．３．４喷浆　喷浆前必须清洗岩帮、清理浮矸，喷射均匀平整，无裂　

①准备工作　缝，无“穿裙”、“露脚”现象。　

ａ检查锚杆安装和金属网铺设是否符合设计要求，检　２新技术推广应用　

查锚杆的标记是否齐全，发现问题及时处理。　２．１中深孔光面爆破技术　

ｂ清理喷射现场的矸石杂物，接好风、水管路，输料管　在岩巷掘进过程采用了中深孔光面爆破技术，该技术　

路要平直、不得有急弯，接头要严密、不得漏风，严禁将非是中国矿大北京研究生部推广的项目，在我公司使用后爆　

抗静电的塑料管做输料管使用。　破水平有了较大的提高，半眼痕率较普通光爆有所提高，　

Ｃ检查喷浆机是否完好，并送电空载试运转，紧固好炸药单耗利用率大，减少炸药雷管的消耗。　

摩擦板，不得出现漏风现象。　中深孔光面爆破应用，主要围绕了炮眼的布置，进行　

ｄ喷浆前必须用水冲洗岩面，在巷道拱顶和两帮拉绳大量的技术工作，首先根据地质资料进行理论计算，编制　

安设喷厚标志。　爆破说明书，然后在生产中应用，对施工的全过程进行全　

ｅ喷射人员要佩带齐全有效的劳保用品。喷前必须对面技术跟踪，搜集现场的各种数据，进行分析。通过分析找　

管线设备进行保护。　出存在的问题，对爆破说明书进行修改，从而达到最佳的　

②喷浆的工艺要求　爆破效果。经过一年的实践，总结出了掏槽眼的布置形式，　

ａ喷射顺序为先墙后拱，从墙基开始，自下而上进行，及炮眼布置数量。ｆ值在９以上的岩石，适应采用菱形直眼　

喷枪头与受喷面应尽量保持垂直。喷枪头与受喷面的垂直掏槽，ｆ值在８以下的岩石，一般采用楔形掏槽。对于坚硬　

距离以Ｏ．８—１．０ｍ为宜。　岩石通常采用分次爆破的方法效果较好。在抓好炮眼的布　

ｂ采用潮拌料，水泥、陶粒土应搅拌混合均匀。　置的同时，我们进行了封泥长度的试验，对于不同类型岩　

Ｃ喷浆时，喷浆机的供风压力为Ｏ．１　５～０．２ＭＰａ，水压石，不同的装药量采取的封泥长度不同，增加封泥长度减　

应比风压高０．１ＭＰａ左右，加水量凭射手的经验加以控少炸药消耗量。岩巷掘进爆破率８５％以上，周边眼痕率　

制，最合适的水灰比是０．４～０．５之间。喷射过程中，应根７５％以上，单头进度提高３０％以上。　

据出料量的变化，及时调整给水量，保证水灰比准确，使喷　具体技术路线：　

射的浆体无干斑、无流淌、粘着力强，回弹料少，一次喷浆　炮眼个数的选择＿掏槽方式选择一周边眼间距一　

厚度２０～３０ｍｍ，并要及时复喷，复喷间隔时间不得超过装药量确定一起爆顺序确定　封泥长度确定　

２小时，否则，应用水重新冲洗受喷面。　例如在２９０３电车道施工中，炮眼深度２米，炮眼个　

⑧喷浆工作　数７８个，采用楔形掏槽方式，周边眼间距４００ｍｍ，装药　

ａ喷浆工作开始前，应首先检查喷浆使用工具是否齐量＂７０．２ｋｇ，采用分次起爆，爆破率在８５％左右，一茬进尺　

备，无问题后方可以进行喷射工作。若喷射地点有少量淋１．８ｍ，单头月进尺达到５５ｍ。　

水时，可以适当增加速凝剂掺入量；若出水点比较集中，设　２．２陶粒土喷浆技术　

好导水管，然后再喷浆。喷射结束后，喷层必须洒水养护　喷浆采用陶粒土喷浆技术。经过工艺不断改进，从材　

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