摘要:阐述了施工S2W1回顺与机电硐室三角点施工作业时通过改变抬棚、插梁组装顺序,实现了掘进三角点安全优质快速低耗施工,解决了大断面三角点施工顶板揭露面积大、维护困难、正规循环作业难度大等难题。
关键词:改变;顺序;三角点;施工
1 概况
小康煤矿是铁法煤业(集团)有限责任公司所属八个大型现代化矿井之一,始建于1987年7月,投产于1990年11月。矿井设计生产能力150万t/a,2006年5月核定生产能力260万t/a。
小康矿井田开采煤系地层为中生代侏罗纪,小康煤矿井田煤系地层沉积类型为内陆山间湖泊、沼泽相。岩层结构多为复合层,成岩度低,岩石暴露于空气即发生软化及崩解,强度损失快,属于节理、层理发育的松软岩层,它的变形特征主要表现为碎胀。
S2W1回顺掘进工作面运输巷位于南二采区西部,布置在煤层中,水平标高-460~510m,正常支护形式为直径为4.6米圆棚或净宽6米拱棚,坡度为4°~8°,运输巷掘进施工方位角为184°,沿煤层底板掘进。煤层顶板为油页岩,以泥质为主,遇水泥化,风化后成为片状,干后粉碎崩解,不易维护;煤层底板的粉沙岩,泥质胶结,具有遇风、遇水风化、膨胀特征。
2 巷道支护方式
S2W1回顺掘进工作面采用临时支护和永久支护两种方式:(1)临时支护:首先在顶板及迎面打注∮22×2400mm等强螺纹钢锚杆,然后上400×130×8mm锚杆托盘,拧紧锚杆螺母使托盘紧贴岩(煤)壁,必要时在锚杆托盘与岩(煤)壁间夹上木拌以增大维护面积。(2)永久支护:采用36U金属圈棚、金属网、注砼联合支护,棚距选择为600mm/架,并打锚索补强。
3 联系设计部门,改变抬棚、插梁组装顺序
3.1 以往架设抬棚,抬棚与相邻的棚子紧密排列,没有棚距,本次施工将抬棚的棚距确定为600mm。这就少施工一架正常棚,节约了支护成本支出。为防止抬棚受压少量变形后仍能起到支护作用,要求所架抬棚比机电硐室正常圆棚高100mm,并且向回顺倾斜3°。抬棚与正常棚之间用拉条固定好,对抬棚之间用特制大卡子固定四道,以增加整体支护强度。
3.2 在施工临时支护前,与设计部门针对井下现场实际情况,合理确定临时棚的规格尺寸,确保了本次施工要架设的8架插梁都可以在临时棚内不用开帮就可以直接架设。架设临时棚时,在临时梯形棚棚梁所钻眼位处,打锁梁锚杆(锚杆规格为∮22mm×2400mm等强锚杆;CK2370锚固剂一卷),将棚梁吊牢在顶板上,然后先立底节棚腿,上好拉条,用起重机将上节棚腿吊起顶在棚梁亲口处,要求亲口严密,将两节棚腿钢梁合严在一起,上四道老式简易卡子紧固,以降低支护成本。施工最后四架梯形棚时,按每架棚降低150mm架设,杜绝插梁架设后空帮空顶的现象发生,并且每循环在两侧巷帮上下各打2根护帮锚杆,锚杆间、排距为700mm×1200mm,用大拌护牢,临时梯形棚棚梁上正常挂网刹 接实顶板,确保作业空间的安全可靠。
3.3 改变以往架设插梁都是先立插梁腿,再逐一圆帮梁,最后组装直梁的方式。由于插梁腿的高低和位置没有参照,施工时非常难确定,需要数次调整才能达到要求,非常费时、费事。为避免这种情况发生,本次施工反其道而行之,即先对直梁再组装帮梁,最后立腿。先将最中间的插梁直梁一头担在抬棚上,一头用起重平机吊在临时棚的棚梁上,用坡度规将直梁调整到水平,并用量等腰线的方法确定插梁的方向,使插梁垂直于抬棚,然后圆帮梁最后立腿。
3.4 本次施工插梁的锁腿锚杆正常打注,锁梁锚杆不要求打,因为顶部较空,打好的锁梁锚杆过一段时间会随着顶板整体下沉而下沉,又会松动、失效。根据多年来的实践表明,它并没有增强支护强度,再次紧固时费力,而且人员登高作业也不安全,于是不如不打,又减少了支护成本的支出。
4 加强劳动组织,落实各项安全措施
S2W1回顺与机电硐室三角点支护形式变化多样,巷道断面大,施工难度大,顶板管理是重点,也是难点。施工中严格落实规程措施,严格按技术要求施工,及时打注临时支护锚杆,尽量减少顶板揭露面积,缩短帮顶暴露时间。同时最外侧的两架插梁棚距按600mm架设,以减少抬棚与两侧拱棚之间三角点的悬顶面积,便于帮顶维护。跟班干部、班组长克服施工工序复杂,作业空间小,人员多,支护变化多样的难题,合理现场组织和施工管理,穿插梁时所有临时支护段全巷道搭设平台,铺满跳板,以保证作业人员安全。作业平台上系牢防坠绳,工作台上下递送物料时作业人员相互间必须联系好,架设圆棚时专人指挥,口号一致,保证了安全生产。
5 结束语
在本次三角点大断面施工过程中,通过改变抬棚、插梁组装顺序,实现了掘进三角点大断面安全优质快速低耗施工,解决了三角点大断面施工顶板揭露面积大、维护困难、正规循环作业难度大等难题,仅用六个生产小班就完成抬棚插梁的架设任务,注浆巷道掘进进尺达到7.0m,没有因为三角点施工而影响进度,节省了大量的支护材料和成本消耗,获得了各级领导的肯定,并在全矿得到了推广。
作者简介:张永生,现任铁煤集团小康矿安监处副处长。
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