孤岛煤柱斜井开拓支护工艺的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及煤矿井下巷道支护技术，具体为一种孤岛煤柱斜井开拓支护工艺。
【背景技术】
[0002]目前，同煤集团四老沟矿生产水平为1070m，分为301，303，402，404四个生产采区，其中301，303，402采区已结束收缩。404采区西翼原为四老沟矿大采高采区现已密闭，东翼为南阳路村庄煤柱可布置三个回采工作面，为四老沟2014后半年与2015年全年任务保障，由于此工作面与现404盘区原有斜井相聚2050m，还有1070大巷到斜井距离700m若继续利用原有斜井将大大增加我矿的运输成本和通风成本，在煤炭经济走势相对疲软的形式下若继续采此处煤柱的情况下基本上没有什么利润可言。此时需要我矿决策新开口另布置一条新斜井以解决材料运输问题，可现有条件若选择另开斜井就要穿过一个四周围已经布置了巷道，且又要揭露石门的一条高应力的有复杂水文地质条件煤柱巷道。国内外研究孤岛工作面掘进开采技术已经很多而且也总结了好多实用的经验，，可是像这样在孤岛煤柱中复杂地质条件下掘进斜井的技术还属于空白。技术资料和许多技术尚不太完整。目前国内外减少巷道破坏的方法主要有:
1、合理选择巷道位置:一般选择在较为稳定、应力情况简单的岩层中，或布置在泄压带内，以减小巷道围岩压力；
2、加强巷道支护力度:一般采用锚网索喷套加U型钢，配合围岩注浆以及底板锚注等联合支护方式。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提供一种孤岛煤柱中复杂地质条件下掘进斜井的开拓支护工
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[0004]本发明是采用如下技术方案实现的:
一种孤岛煤柱斜井开拓支护工艺，包括如下步骤:
(I)、巷道采用光面爆破，按设计断面尺寸施工。
[0005](2)、爆破后挑顶刷帮，顶板、巷帮注马丽散，马丽散注射眼间排距为1.5mX 1.5m，眼深为2.5m。
[0006]采用初喷作临时支护;过断层或顶板破碎带时，初喷后还必须使用吊环式前探梁作临时支护。
[0007]初喷迎头30mm初凝20min后打锚杆挂金属网复喷，盖网距迎头20-30m安装锚索桁架，拖后迎头50m按设计厚度喷浆成形，喷浆后不露网；当达到斜井起坡点，开始巷帮打设护帮支护，注射马丽散滞后护帮支护1m范围。
[0008]其中，巷道全部采用金属左旋无纵筋锚杆，锚杆规格为Φ20mmX 2000mm,间距X排距=100mm X 800mm，加配规格为200mm X 2400mm的塑钢托板，巷道两帮底角锚杆均使用异型托盘;每根锚杆均采用一支树脂锚固剂锚固；锚杆预紧力矩不小于400N.m，锚杆锚固力不小于130kN。
[0009]金属网用Φ6ηιηι的钢筋焊接，规格为长X宽=1800mmX 1000mm，网格100_X 100mm；金属网之间必须相互搭接，网与网之间每隔200mm联接一处并扭牢。
[00?0]设计喷射混凝土厚度分别为150mm?200mm，强度等级为C20;其中，速凝剂的添加量为水泥重量的2%?4%。
[0011]锚索规格为Φ 15.24mm X 6300m，锚索桁架排距2.0m，桁架内锚索间距I.80?
2.0Om;每根锚索采用三支树脂锚固剂进行锚固。
[0012]桁架结构锚索托梁采用矿用U25型工字钢按规定角度压制成拱形梁，梁长4.00?4.40m，每架安装5根锚索。
[0013](3)、实行一掘一锚，跟迎头安设锚杆、挂网、复喷，安装锚索桁架，护帮支护完毕注马丽散，复喷;放炮前迎头最大空顶距不超过0.Sm，放炮后迎头最大空顶距不超过2.6m，循环进尺1.Sm;直至斜井支护完成。
[0014]高地应力围岩巷道支护成为目前支护中的一个难题。不稳定巷道支护与围岩相互作用的研究表明，支护强度是控制巷道围岩剧烈变形的关键因素，只有充分发挥围岩的自承能力，才能有效控制巷道的剧烈变形。控制围岩离层最直接的有效手段是提高围岩的力学性质，改善其受力状况。因此，在孤岛煤柱高地应力、不稳定煤、岩层施工巷道，主要应改善井巷围岩力学性能，充分利用井巷围岩的内在强度和自承能力，采取积极、主动的支护结构和支护方式来达到预期的支护效果，以满足安全生产的要求。随着高强度螺纹钢锚杆和树脂锚固剂和马丽散粘合剂的推广应用，锚、网、喷支护技术日趋成熟，并在很多复杂困难条件下应用取得了成功。而且高性能、高强度、高预应力锚杆及锚索对加固围岩和控制变形具有较强的控制作用。鉴于此，设计“巷帮注马丽散锚网喷与桁架结构锚索梁”联合支护方式用于探讨孤岛煤柱掘进支护。针对孤岛煤柱地压大、不稳定煤岩层及其顶板围岩松软等特点，考虑采用斜井巷帮注射马丽散充填煤岩裂隙提高煤柱整体性及强度，挂钢筋网和喷射混凝土封闭巷道围岩，以增强巷道围岩整体性、稳定性，采用桁架结构锚索来提高围岩的自承能力，以达到支护效果。
[0015]本发明方法设计合理，四老沟矿在成功应用锚网喷支护技术基础上，对盘区暗斜井在孤岛高地应力围岩巷道的支护技术进行了大胆探索和研究，对在高应力孤岛煤柱暗斜井采用“锚网喷+桁架结构锚索”相结合支护方式进行支护，效果非常理想，为矿井高应力孤岛煤柱大断面巷道掘进支护方面积累了成功经验。
【附图说明】
[0016]图1表示巷道支护剖面示意图。
[0017]图中，1-锚索，2-锚杆，3-钢桁架。
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图对本发明的具体实施例进行详细说明。
[0019]—种孤岛煤柱斜井开拓支护工艺，包括如下步骤:
(I)、巷道采用光面爆破，按设计断面尺寸施工。光面爆破是支撑新奥法原理的重要技术之一，是指通过正确选择爆破参数和合理的施工方法，分区分段微差爆破，达到爆破后轮廓线符合设计要求，临空面平整规则的一种控制爆破技术。
[0020](2)、爆破后挑顶刷帮，顶板、巷帮注马丽散，马丽散注射眼间排距为1.5mX 1.5m，眼深为2.5m。
[0021 ]采用初喷作临时支护;过断层或顶板破碎带时，初喷后还必须使用吊环式前探梁作临时支护。
[0022]初喷迎头30mm初凝20min后打锚杆挂金属网复喷，盖网距迎头20-30m安装锚索桁架，断面结构如图1所示。拖后迎头50m按设计厚度喷浆成形，喷浆后不露网；当达到斜井起坡点，开始巷帮打设护帮支护，注射马丽散滞后护帮支护1m范围。
[0023 ] 此处迎头指地下工程施工中的掘进工作面。
[0024]主要技术参数如下:
a、巷道边掘进边注射马丽散(由于揭露石门煤岩松软)，马丽散注射眼间排距为1.5mX1.5m，眼深为2.5m。为能够使巷帮大面积稳定可以缩小眼距。
[0025]马丽散维护巷帮有以下优点:1、黏度低，能够很好的渗入微小裂隙中。2、有良好的粘合力，可使松散的煤岩形成整体。3、凝固后有良好的柔性，能承受随后的采动影响。4、可以遇水反映封闭水流。5、可提高煤岩支撑力，机械阻力高。
[0026]b、锚杆规格参数。巷道全部采用金属左旋无纵筋高强度高预应力锚杆，规格为Φ20mmX 2000mm(即直径20mm、长2000mm)，间距X排距=100mm X 800mm，每根销杆均米用一支MSK28/500型树脂锚固剂锚固。为达到护帮压网效果，加配塑钢托板200mmX2400mm，两帮底角锚杆均使用异型托盘;锚杆预紧力矩不小于400N.m，锚杆锚固力不小于130kN。
[0027]c、金属网规格。从矿井顶板破坏、变形的实践中掌握，顶板的破坏形式主要以顶板表层喷体及围岩逐层剥离、脱落