用插桿配合U型鋼支架穿越散體層方案的應(yīng)用

　　摘要：運(yùn)輸巷由于局部布置在礦巖接觸帶或局部穿過松軟礦體，由于冒落散體的塊度較小，而且塊體的硬度不大，從而給穿越工作帶來一定的難度，國內(nèi)外成型的穿越軟質(zhì)松散體（如流砂、泥質(zhì)巖等）的盾構(gòu)技術(shù)、插板技術(shù)等都難以奏效，需要因地制宜地研究新型穿越技術(shù)。初步分析，可采用超前插桿與U型鋼支架相結(jié)合的方法穿越散體層。

　　一、現(xiàn)場狀況：

　　北區(qū)深部開拓工程40中段運(yùn)輸巷由于局部布置在礦巖接觸帶或局部穿過松軟礦體，即在不穩(wěn)固的松軟圍巖中，所以在施工運(yùn)輸巷時遇松軟SK巖和松軟礦體，造成局部嚴(yán)重塌坊，使工程不能正常施工，嚴(yán)重影響了掘進(jìn)施工進(jìn)度。

　　2007年4月上旬在40m運(yùn)輸巷掘進(jìn)施工中，不良巖層出露的長度不足3m，空頂24小時即發(fā)生了坍方。隨著巖石量的不斷排除，冒落的散體仍然不停地從工作面上端部流出，并且越來越多。從散體塊度看，開始排巖時大塊較多，最大塊度達(dá)2.1*1.0*0.6m3；其后塊度越放越小且放不空。根據(jù)上述情況以及存在小礦點(diǎn)空區(qū)現(xiàn)象分析，上部空區(qū)已充滿散體并形成高應(yīng)力。此外，從散體表觀密實(shí)度分析，冒落散體堆的高度，至少已達(dá)10~15m.由于該部位壓力加大，估計(jì)冒落的長度不會小于5m，通過分析北區(qū)的圍巖狀況，預(yù)計(jì)冒落散體在短時間內(nèi)是出不空的。為加快深部開拓工程進(jìn)度，必須解決穿越散體層的技術(shù)問題。

　　由于冒落散體的塊度較小，而且塊體的硬度不大，從而給穿越工作帶來一定的難度，國內(nèi)外成型的穿越軟質(zhì)松散體（如流砂、泥質(zhì)巖等）的盾構(gòu)技術(shù)、插板技術(shù)等都難以奏效，需要因地制宜地研究新型穿越技術(shù)。初步分析，可采用超前插桿與U型鋼支架相結(jié)合的方法穿越散體層。

　　二、具體方案：

　　在距塌落部位1～1.5m處先行架設(shè)U型鋼支架，而后進(jìn)行插桿體。因散體塊度及硬度均不大，U型鋼支架間距選擇300～400mm，使其形成托架作用。由于巷道斷面較大（3.0×3.2㎡），插桿越長越好，最好不小于2.5m.桿體采用開縫錨桿，用7655鑿巖機(jī)沿U型鋼拱上沿、對開木縫隙處以25 o～30 o角注入。如遇大塊或硬度比較大，為使桿體有足夠的強(qiáng)度而順利插入，可用釬子鋼套開縫錨桿用7655鑿巖機(jī)鑿入，桿體開縫錨桿間距選擇200mm～300mm.U型鋼支架上部及時充填對開木，其作用主要是對U型鋼支架間、桿體間周圍散體提供支撐力，以阻礙散體滑動或掉落，為支護(hù)提供較好的空間條件。同時，用對開木填充巷道U型鋼支架柱腿外側(cè)縫隙，防止側(cè)面塊體滑落。

　　此后重復(fù)前述過程，直至穿越整個散體層。

　　三、穿越步驟見圖1~圖8

圖1 U型鋼支架及插桿示意圖

圖2 架設(shè)第一架拱架與插桿

圖3 掏出桿體下部散體

圖4 架設(shè)第二架拱架并頂部充填對開木

圖8 第三次插入桿體
此后重復(fù)前述過程，直至穿過整個散體層

　　四、實(shí)施效果及經(jīng)濟(jì)效益：

　　1、采用上述方法，6個工作日內(nèi)成功穿越散體層8m，加快了開拓工程進(jìn)度，同時為下一步開拓工程同樣圍巖狀況掘進(jìn)積累了技術(shù)經(jīng)驗(yàn)。

　　2、可避免施工繞道150m，每米節(jié)約成本費(fèi)697.5元，人工費(fèi)911.4元，合計(jì)1608.9元，間接經(jīng)濟(jì)效益為：1608.9元/m×150＝241335元。

　　五、結(jié)論：

　　該方法的優(yōu)點(diǎn)是可以連續(xù)施工，并可以創(chuàng)造良好的安全作業(yè)條件，比較容易施工；缺點(diǎn)是長插桿施工難度大，特別是采用釬子鋼套開縫錨桿必須把握好角度。