一種冒落松散巖體中的成巷方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種冒落松散巖體中的成巷方法，主要解決在冒落松散巖體中成巷時四周松散體向巷道內(nèi)移導致巷道難以成型、無法成巷的技術問題。本發(fā)明的技術方案為：先采用一種用于冒落松散巖體內(nèi)的支承裝置超前支護成巷，用固定在巷道側幫穩(wěn)固位置的長錨索懸吊工字鋼作為巷道金屬底座，將U型鋼拱架架設在巷道金屬底座上作為永久支護，最后鋪設金屬網(wǎng)并用錨桿固定后噴射混凝土支護成巷。本發(fā)明具有施工簡便，前期準備時間與工期短，整體穩(wěn)固性好，施工安全等特點。
【專利說明】一種冒落松散巖體中的成巷方法
[0001]
【技術領域】
[0002]本發(fā)明涉及一種冒落松散巖體中的成巷方法，尤其是涉及一種金屬礦山采空區(qū)冒落松散巖體中的成巷方法。
【背景技術】
[0003]我國地下金屬礦受早年空場法采礦和民采的影響，井下存在有大量采空區(qū)。因長久地壓影響與自然風化作用，采空區(qū)內(nèi)巖石正在冒頂片邦，空場中充滿冒落松散巖體。鑒于工程設計要求，主要人行運輸通道需要穿過采空區(qū)，因而必須在冒落松散的巖體中成巷。成巷過程中，因為冒落松散巖體流動性好，底板容易發(fā)生變形與下陷，頂板與側邦巖體易向巷道內(nèi)涌入，導致巷道施工與成巷困難。施工過程中，不僅要考慮護頂，同時要考慮護幫與底板變形。
[0004]米空區(qū)冒落松散巖體中的成巷方法,不同于城市隧道施工及軟弱巖體施工，國內(nèi)外尚無成功先例，而國內(nèi)外普遍采用的軟弱巖體施工方法主要有木架施工法、插板法、超前小導管注漿法、管棚法、水平凍結和預先注漿法等，這些方法均不適合采空區(qū)冒落松散巖體中的成巷。其中，木架施工法支護能力有限，只適用于地壓不大，服務年限短，斷面小的巷道；插板法和管棚法是以底板巖體具有一定承載力為前提條件，與冒落松散巖體成巷機理完全不同；注漿法用于松散介質(zhì)且介質(zhì)內(nèi)部為軟弱固體或液體物質(zhì)的成巷，與采空區(qū)冒落松散介質(zhì)內(nèi)部為氣體且松散范圍廣不同；凍結法用于介質(zhì)含水或含水量多的松散介質(zhì)成巷，不同于井下采空區(qū)內(nèi)松散介質(zhì)無水的情況?？傊诓煽諈^(qū)冒落松散巖體成巷是一個現(xiàn)有技術尚未解決的難題。
[0005]比如，玲瓏金礦大開頭礦區(qū)主運輸平巷承擔著礦山井下開采礦石運輸?shù)闹匾蝿?，鑒于礦山特殊的地理位置與選廠的設計布置，主運輸平巷必須穿過近20m寬、深200m的采空區(qū)冒落松散巖體。礦山曾采用國內(nèi)外多種常規(guī)成巷方法施工均以失敗告終，礦山生產(chǎn)嚴重受阻。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明所要解決的技術問題是，提供一種冒落松散巖體中的成巷方法，主要解決在冒落松散巖體中成巷時四周松散體向巷道內(nèi)移導致巷道難以成型、無法成巷的技術問題。
[0007]本發(fā)明的技術方案如下:
一種冒落松散巖體中的成巷方法，其特征在于:采用支承裝置超前支護成巷，用固定在巷道側幫穩(wěn)固位置的長錨索懸吊工字鋼作為巷道金屬底座，將U型鋼拱架架設在巷道金屬底座上作為永久支護，最后鋪設金屬網(wǎng)并用錨桿固定后噴射混凝土支護成巷。
[0008]具體按以下步驟進行:
I)、在兩幫穩(wěn)固位置安裝支承裝置；所述的支承裝置包括通過縱向連接體連接在一起的上層板和下層板，其下層板與巖石接觸；
2)、沿巷道掘進方向緊靠兩幫以14°傾角朝頂板插入工字鋼作為支承梁，支承梁與專用支承裝置的上層鋼板焊接牢固；隨后在支承梁底部朝巷道兩幫以30°角水平斜插入工字鋼作為輔助支撐，前后相鄰支承梁接頭位置互相搭接并焊接；
3)、架設超前支護的棚梁，棚梁為長度與巷道寬度相同工字鋼，將棚梁焊接到兩幫的支承梁上用作超前支護的基礎；
4)、將工字鋼插桿朝頂板以14°角按間距0.1nT0.2m插入頂板巖體中至完全覆蓋巷道頂板，工字鋼插桿端部為尖狀，插入巖體4.5?5m，尾部露出棚梁至少0.5m并用圓木作接頂處理，將工字鋼插桿與棚梁焊接牢固；工字鋼插桿之間用木板橫向連接，防小石塊掉落；
5)、向側幫按排距X間距1.0mX0.5m打入側幫支護鋼管四根，側幫支護鋼管與巷道走向呈30°角水平插入側幫移動散體，作為側幫支護，支護呈八字形向兩邊張開，防止開挖時兩幫移動散體向內(nèi)擠壓堆積；
6)、在頂板支護及側幫支護的保護下逐段開挖，用清渣設備逐次清理巷道內(nèi)冒落松散巖體；在距離首架棚梁之0.5m處，重復步驟2)、3)、4)、5)，直到整個巷道施工完成；
7)、在巷道頂隅處穩(wěn)固巖石中用中深孔鉆機鉆鑿錨索孔，孔內(nèi)插入鋼繩并用混凝土填實形成拉力不低于20噸的長錨索；依據(jù)冒落松散巖體段的長度，焊接加工金屬底座，在巷道底部距兩幫60mm的位置各鋪設一根底座工字鋼，其長度要求保證底座工字鋼在巷道穩(wěn)固巖體處的搭接長度為0.5nTl.0m ;在底座工字鋼三分之一位置焊接系牢拉緊來自長錨索另一端的鋼繩；再在底座工字鋼上每隔Im鋪放一架底座工字鋼，形成巷道金屬底座；
8)、鋪設U型鋼拱架，U型鋼拱架底部與巷道金屬底座的工字鋼采用角鋼焊接牢固；每隔0.5m安裝一架U型鋼拱架，兩架U型鋼拱架之間焊接增強支護鋼管來增強支護的整體剛度，防止局部產(chǎn)生大變形；
9)、清理轉運巷道頂幫浮石，對前方塌陷區(qū)采用廢石或尾砂充填層填實；
10)、在U型鋼拱架頂部鋪設金屬網(wǎng)，覆蓋整個巷道寬度并用錨桿固定，最后用噴射混凝土支護巷道四周。
[0009]本發(fā)明本發(fā)明通過采用冒落松散巖體內(nèi)的支承裝置超前支護成巷，用固定在巷道側幫穩(wěn)固位置的長錨索懸吊工字鋼作為巷道金屬底座，將U型鋼拱架架設在巷道金屬底座上作為永久支護，最后鋪設金屬網(wǎng)并用錨桿固定后噴射混凝土支護成巷。與現(xiàn)有技術相比，施工簡便，前期準備時間與工期短，整體穩(wěn)固性好，施工安全。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1是本發(fā)明方法中沿巷道掘進方向的示意圖。
[0011]圖2是圖1的A-A剖視圖。
[0012]圖3是圖1的B-B剖視圖。
[0013]圖4是圖3的C-C剖視圖。
[0014]圖5是圖3的D-D剖視圖。
[0015]圖6是圖3的E-E剖視圖。
[0016]圖7是圖1底座及錨索的放大示意圖?！揪唧w實施方式】
[0017]下面結合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明做進一步說明。
[0018]為便于清楚說明問題起見，附圖中對巷道進行了剖視表達。參見附圖廣7，本實施例的方法按以下步驟進行:
(I)在兩幫穩(wěn)固位置安裝用于冒落松散巖體內(nèi)成巷時頂板超前支護的支承裝置6，該裝置的下層鋼板距巷道底板高為2.6m ;所述的支承裝置6包括通過縱向連接體連接在一起的上層板和下層板，其下層板與巖石接觸。
[0019](2)沿巷道掘進方向緊靠兩幫以14°傾角朝頂板插入2.6m長的24kg工字鋼作為支承梁1，支承梁I與專用支承裝置6的上層鋼板焊接牢固；所述支承裝置6所受到來自支承梁I的壓力通過下層板傳導給巖石。隨后在支承梁I底部朝巷道兩幫以30°角水平斜插入1.7m長的24kg工字鋼作為輔助支撐3。前后相鄰支承梁I接頭位置各留0.5m搭接長度并焊接牢固；
(3)架設超前支護的棚梁4，棚梁4由長度與巷道寬度相同的24kg工字鋼構成，將棚梁4焊接到兩幫的支承梁I上用作超前支護的基礎； (4)借助工字鋼助推器(專利號2013201737745)，將長度5.5m的15kg工字鋼插桿2朝頂板以14°角按間距0.1nT0.2m插入頂板巖體中至完全覆蓋巷道頂板，15kg工字鋼插桿2端部用切割機加工成尖狀，插入巖體4.5~5m，尾部露出棚梁4至少0.5m用圓木5作接頂處理，將15kg工字鋼插桿2與棚梁4焊接牢固。15kg工字鋼插桿2的個數(shù)由巷道寬度決定，15kg工字鋼插桿2之間用木板橫向連接,防小石塊掉落；
(5)向側幫按排距X間距1.0mX0.5m打入長1.7m的Φ80、壁厚IOmm的側幫支護鋼管8四根，側幫支護鋼管8與巷道走向呈30°角水平插入側幫移動散體，作為側幫支護，支護呈八字形向兩邊張開，防止開挖時兩幫移動散體向內(nèi)擠壓堆積；
(6)在頂板支護及側幫支護的保護下逐段開挖，用清渣設備逐次清理巷道內(nèi)冒落松散巖體，一次清理0.6m。
[0020]在距離首架棚梁4之0.5m處，重復步驟(2) (3)⑷(5)，直到整個巷道施工完成；
(7)在巷道頂隅處穩(wěn)固巖石中用中深孔鉆機鉆鑿長5m、孔徑Φ65πιπι左右的錨索孔，孔內(nèi)插入Φ32πιπι鋼繩10并用混凝土填實形成拉力不低于20噸的長錨索；依據(jù)冒落松散巖體段的長度，焊接加工金屬底座，在巷道底部距兩幫60mm的位置各鋪設一根24kg底座工字鋼9，其長度要求保證底座工字鋼9在巷道穩(wěn)固巖體處的搭接長度為0.5nTl.0m ;在底座工字鋼9三分之一位置焊接系牢拉緊來自長錨索另一端的鋼繩10 ;然后再在底座工字鋼9上每隔Im鋪放一架15kg底座工字鋼11，形成巷道金屬底座。
[0021](8)鋪設U型鋼拱架7，U型鋼拱架7底部與巷道金屬底座的工字鋼9采用角鋼焊接牢固；每隔0.5m安裝一架U型鋼拱架7，兩架U型鋼拱架7之間焊接Φ80，壁厚IOmm的增強支護鋼管13來增強支護的整體剛度，防止局部產(chǎn)生大變形；
(9)清理轉運巷道頂幫浮石，對前方塌陷區(qū)采用廢石或尾砂充填層12填實；
(10)前后兩架U型鋼拱架7之間的側幫分三次從下而上在U型鋼拱架7側邦焊接網(wǎng)格為30mmX30mm、鋼絲直徑6~12mm的金屬網(wǎng)，在U型鋼拱架7頂部鋪設網(wǎng)格為2(T30mmX2(T30mm、鋼絲直徑6~12mm金屬網(wǎng)14，覆蓋整個巷道寬度并用錨桿固定，錨桿采用普通管縫式錨桿，長度1.5^2.0m，最后用C15噴射混凝土支護巷道四周，噴射厚度80_。
【權利要求】
1.一種冒落松散巖體中的成巷方法，其特征在于:采用支承裝置超前支護成巷，用固定在巷道側幫穩(wěn)固位置的長錨索懸吊工字鋼作為巷道金屬底座，將U型鋼拱架架設在巷道金屬底座上作為永久支護，最后鋪設金屬網(wǎng)并用錨桿固定后噴射混凝土支護成巷。
2.根據(jù)權利要求1所述的冒落松散巖體中的成巷方法，其特征在于按以下步驟進行:. 1)、在兩幫穩(wěn)固位置安裝支承裝置(6);所述的支承裝置(6)包括通過縱向連接體連接在一起的上層板和下層板，其下層板與巖石接觸；. 2)、沿巷道掘進方向緊靠兩幫以14°傾角朝頂板插入工字鋼作為支承梁(1)，支承梁(O與專用支承裝置(6)的上層鋼板焊接牢固；隨后在支承梁(I)底部朝巷道兩幫以30°角水平斜插入工字鋼作為輔助支撐(3)，前后相鄰支承梁(I)接頭位置互相搭接并焊接；. 3)、架設超前支護的棚梁(4)，棚梁(4)為長度與巷道寬度相同工字鋼，將棚梁(4)焊接到兩幫的支承梁(I)上用作超前支護的基礎； . 4)、將工字鋼插桿(2)朝頂板以14°角按間距0.1nT0.2m插入頂板巖體中至完全覆蓋巷道頂板，工字鋼插桿(2)端部為尖狀，插入巖體4.5^5m,尾部露出棚梁(4)至少0.5m并用圓木(5)作接頂處理，將工字鋼插桿(2)與棚梁(4)焊接牢固；工字鋼插桿(2)之間用木板橫向連接，防小石塊掉落；. 5)、向側幫按排距X間距1.0mX0.5m打入側幫支護鋼管(8)四根，側幫支護鋼管(8)與巷道走向呈30°角水平插入側幫移動散體，作為側幫支護，支護呈八字形向兩邊張開，防止開挖時兩幫移動散體向內(nèi)擠壓堆積； . 6)、在頂板支護及側幫支護的保護下逐段開挖，用清渣設備逐次清理巷道內(nèi)冒落松散巖體；在距離首架棚梁(4)之0.5m處，重復步驟2)、3)、4)、5)，直到整個巷道施工完成； . 7)、在巷道頂隅處穩(wěn)固巖石中用中深孔鉆機鉆鑿錨索孔，孔內(nèi)插入鋼繩(10)并用混凝土填實形成拉力不低于20噸的長錨索；依據(jù)冒落松散巖體段的長度，焊接加工金屬底座，在巷道底部距兩幫60mm的位置各鋪設一根底座工字鋼(9)，其長度要求保證底座工字鋼(9)在巷道穩(wěn)固巖體處的搭接長度為0.5nTl.0m ;在底座工字鋼(9)三分之一位置焊接系牢拉緊來自長錨索另一端的鋼繩(10);再在底座工字鋼(9)上每隔Im鋪放一架底座工字鋼(11)，形成巷道金屬底座； . 8)、鋪設U型鋼拱架(7)，U型鋼拱架(7)底部與巷道金屬底座的工字鋼(9)采用角鋼焊接牢固；每隔0.5m安裝一架U型鋼拱架(7)，兩架U型鋼拱架(7)之間焊接增強支護鋼管(13)來增強支護的整體剛度，防止局部產(chǎn)生大變形；. 9)、清理轉運巷道頂幫浮石，對前方塌陷區(qū)采用廢石或尾砂充填層(12)填實； . 10)、在U型鋼拱架(7)頂部鋪設金屬網(wǎng)(14)，覆蓋整個巷道寬度并用錨桿固定，最后用噴射混凝土支護巷道四周。
【文檔編號】E21D9/04GK103939107SQ201410173570
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年4月28日 優(yōu)先權日:2014年4月28日
【發(fā)明者】劉潤田, 趙國彥, 侯成錄, 蔣善波, 徐欣, 王瑞文, 李夕兵, 張雪楣, 唐志祥, 劉科偉, 彭康 申請人:山東黃金礦業(yè)（玲瓏）有限公司, 中南大學