掘進技術管理規範

嚴格執行掘進技術管理規範 提高現場安全管理水平

一、基本情況

目前新汶礦業集團有限責任公司老區平均開采深度1020米以上，是全國最深的礦區之一。其中孫村1285米，良莊1060米，華豐1220米，協莊1215米，潘西1050米，翟鎮礦915米，汶南礦1000米，泉溝礦690米，南冶礦880米，鄂莊礦710米，華源公司1040米。它集中了采深大、地質構造複雜、礦井災害性現象多重條件，使開采支護極為困難。超千米的巷道地應力一般為41.2MPa，巷道垂深每增加100米，地壓增大2.5MPa，岩石硬度較好的砂岩頂強度為70MPa，一般岩石為30MPa-50MPa，煤層一般為12MPa。

錨杆支護應用從穩定岩層發展到了鬆軟破碎岩層工程，從靜壓巷道發展到動壓巷道，由全岩巷道發展到了采區煤巷。錨杆的種類也從木錨杆發展成現在各式各樣的金屬錨杆，錨杆支護形式由單一的錨杆支護發展到現在的錨網帶及錨索等多種方式聯合支護，岩巷采用了錨網噴二次支護形式、高強錨杆一次支護形式，推動了新汶礦區錨杆支護技術的發展，使目前錨杆支護率達到97.15％，其中煤巷96.7％，岩巷98.3％。但隨著開采深度的增加，取得的研究成果對現場的指導作用仍存在局限性，特別是對深部支護缺乏指導性，出現前掘後修、巷道失修量增大等問題。

隨著礦井開采條件的不斷變化,新汶礦業集團公司每年都對掘進技術管理進行修訂,不斷適應現場的變化,根據錨杆支護技術的發展,采用先進的支護技術規範解決現場存在的問題。不斷開發應用支護新技術、新設備、新材料，自2004年以來，與北京煤科院合作，研究應用了高強錨杆支護技術，取得了較好的支護效果，並在掘進技術管理規範中明確規定。有力地規範和促進了新汶礦區安全生產的發展。

二、新汶礦區深部巷道存在的問題

新汶礦區使用的錨杆絕大部分為20MnSi全螺紋右旋等強錨杆，杆體直徑以20、18mm為主，長度以1800mm、2000mm、2200mm、2500mm為主。其中20mm直徑的錨杆破斷力在156kN，這種全螺紋等強錨杆對頂板及煤幫的適應性強，特別是圍岩破碎，出現局部凸凹不平時，可順利實現貼幫貼頂。同時在巷修時，將錨杆截斷後，仍可上托盤螺母護幫，而且錨杆的加工也比較方便。由於這些優點，使得全螺紋差強錨杆在新汶局得到大麵積推廣。但這種錨杆同時也存在嚴重的缺陷，主要表現在以下幾點：

三、掘進技術管理規範

㈠ 掘進技術管理

1、 掘進技術管理責任製；

2、 作業規程、補充措施；

3、巷道開門 ；

4、臨時支護 ；

5、交岔點支護 ；

6、巷道貫通、預透 ；

㈡錨杆支護技術管理

1、總則

⑴根據新汶礦區開采的實際情況，規定允許使用的錨杆種類包括以下五種:

①金屬全螺紋（20MnSi、 KMG335）鋼等強錨杆;②金屬管縫式錨杆（隻限於回采巷道護幫或斷層破碎帶臨時支護）;③金屬水力膨脹式管子錨杆; ④螺紋鋼高強錨杆（KMG450、KMG500、KMG600），適用於埋深大於600米的巷道；⑤玻璃鋼錨杆（允許在使用時間較短的，圍岩穩定的切眼兩幫及條件適宜的煤幫使用）；⑥經集團公司鑒定並經專業主管部門批準使用的新型錨杆。

⑵錨杆的錨固方式

端 錨：樹脂錨固段長度≥350mm。

加長錨：樹脂錨固段長度≥700mm。

全 錨：樹脂錨固段長度≥錨深的80%；

水泥錨固段長度為錨深的100%。

煤層巷道頂板及深部全岩巷道大力推廣全錨；一般情況下應采用加長錨；Ⅲ～Ⅴ類煤巷頂板和深部全岩巷道嚴禁使用端錨。

⑶螺紋鋼等強錨杆杆體結構

⑷錨杆支護材料

⑸無縱肋左旋螺紋鋼高強錨杆

高強錨杆支護構件圖

錨杆支護材料中熱軋礦用錨杆鋼筋力學性能表

KMG 500型錨杆性能表

KMG 600型錨杆性能表

⑽W鋼帶

針對深部支護W及M鋼帶易引起撕裂現象，開發了適應深部支護的BHW-280-5.00型厚鋼帶，厚鋼帶的強度比普通鋼帶提高50％以上，與高強錨杆配套使用，大大提高支護的整體性及圍岩控製效果，避免了鋼帶撕裂、錨杆失效的問題。

W鋼帶：規格、性能表

M鋼帶：規格、性能表

⒀錨杆支護設計原則

①所有錨杆支護巷道必須編製正規的錨杆支護設計，積極慎重地采用新技術、新工藝和新材料，做到技術先進、經濟合理、安全可靠。

②錨杆支護設計程序一般為：初始設計—實施設計—礦壓觀測—修改初始設計四個步驟。

●初始設計：要根據巷道生產技術條件和地質條件、相似條件下礦壓顯現的規律和圍岩變形特點，圍岩的岩性、節理和層理的發育程度等，采用工程類比法、數值模擬法或理論計算法，提出巷道基本支護形式、確定主要支護參數，並根據有關規定進行校核，形成初始設計。

2、煤巷錨杆支護

⑴煤巷的圍岩分類

●煤巷采用錨杆支護，必須對巷道圍岩穩定性進行分類。

●煤巷的圍岩穩定性分為5類，即Ⅰ類：非常穩定；Ⅱ類：穩定；Ⅲ類：中等穩定；Ⅳ類：不穩定；Ⅴ類：極不穩定。

●各礦在進行煤巷錨杆支護時，要按《新汶礦區煤層巷道圍岩分類結果及合理支護技術選擇》中分類結果采用類比法進行選擇套用。

3、錨噴支護

⑴錨噴支護適用範圍：

①錨噴支護適用於服務年限5年以下石灰岩、砂岩等堅硬完整岩層巷道。

　　②錨網噴支護適用於服務年限5年以下穩定及較穩定岩層巷道。

③錨噴二次支護（高強錨杆一次支護）適用於服務年限5年以上，埋深600米以上的開拓、準備巷道支護。

④噴錨梁噴、錨網噴支護適用於處於鬆軟、破碎帶或應力集中區的二次錨網噴巷道支護。

⑹錨噴支護工藝要求及有關規定

①采用錨噴支護巷道必須按光爆要求施工，確保眼痕率不少於５0%，超挖尺寸不大於150mm，欠挖不超過質量標準規定。

②錨噴二次支護工藝要求

▲初期支護。采用初噴作臨時支護。初噴厚度不小於30mm，初凝20分鍾後進行打、安錨杆及扒裝。錨杆間排距一般為1.0～1.6m。

③高強錨杆錨噴一次支護工藝要求

●初期支護。采用初噴作臨時支護。初噴厚度不小於30mm，初凝20分鍾後進行打、安錨杆及扒裝。錨杆支護參數設計在規程中明確規定。

●錨網支護。按作業規程規定的錨杆支護參數跟迎頭進行一次錨網支護。

●噴漿。一般在距迎頭50～100米範圍內進行（具體距離由各礦根據巷道礦壓顯現規律在作業規程中規定），噴漿厚度達到規程設計要求。

⑺錨噴支護巷道工程質量監測及質量驗收規定

▲錨杆錨固力監測按煤巷錨杆支護錨固力監測有關規定執行。

▲噴射混凝土強度檢測

檢測方法。采用點荷載試驗法。用混凝土取樣鑽機在已噴好的經28天養護的巷道中，直接鑽取直徑30mm，長度大於直徑1.1倍的混凝土芯樣，用點荷載儀測試其點荷載強度,然後確定混凝土強度。

噴射混凝土試塊芯樣數量

⑻錨索加固支護

●錨索的適用條件。

①當Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ類煤層巷道或深部主要巷道采用錨杆支護不能有效阻止頂板下沉、兩幫移近等巷道變形時。Ⅴ類煤層巷道頂板使用直徑17.8mm及以上的錨索。

②大斷麵峒室和跨度大於6米交岔點，Ⅴ類煤層巷道頂板使用直徑17.8mm及以上的注漿錨索。

③錨索支護方式及支護參數的確定

●煤層巷道直接頂比較完整時、拱型錨噴巷道、大斷麵峒室及交岔點加固，應采用點式錨索支護；當巷道直接頂裂隙比較發育且上部為複合頂時，宜采用錨索行架支護。

關於加強頂板管理的補充規定（試行稿）

為進一步搞好礦井頂板管理，強化特殊地點和特殊條件下的支護管理，積極推廣應用新技術、新工藝，做到技術先進，經濟合理，安全可靠，特製定以下加強頂板管理的補充規定：

1、埋深超過800米的（Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ類圍岩）煤巷頂板，必須使用高強錨杆配金屬網支護，頂板嚴禁使用回收複用的支護材料。否則，巷道質量標準化視為不合格。

2、合理安排生產接續，盡量縮短回采巷道的服務年限，減少巷道變形時間及破壞程度。

四、礦井巷道維修

㈠健全巷道維修責任製

各礦必須明確分管礦井巷道維修負責人。明確巷修工作負責部門及業務人員，每月編排礦井巷道維修計劃，編審巷道維修作業規程和施工技術措施，做好日常巷道維修施工管理和巷道鑒定、巷修質量檢查評比、年度巷道普查工作。

零星工程施工任務書

五、案例分析

自2000年以來，集團公司共發生6起掘進巷道冒頂事故：

1、2000年3月10日翟鎮礦3402西運輸巷冒頂事故。

巷道冒頂3.6×3.3×2.7m。

事故原因：一是巷道所處位置為高應力區，巷道開挖後，造成應力集中釋放，圍岩失去穩定性。

5、錨杆支護技術發展的技術對策

（1） 積極開展圍岩力學參數及地應力測試工作，提高錨杆支護的科學性。

盡快建立岩石力學及材料力學中心實驗室，也可在職業技術學院力學實驗室的基礎上補充完善，以此為基礎，對地質力學參數及地應力大小與方向進行現場測試與實驗，作為錨杆支護選型設計、支護參數確定和巷道布置的重要依據。也是保證錨杆支護合理、有效、可靠、安全的前提條件。

同誌們，我們在掘進技術管理方麵雖然取得了一定成績，使現場的麵貌得到了較大的改觀，但與上級的要求、支護改革的發展以及現場的要求還有很大差距。今後我們將根據現場的變化及技術改革的發展，不斷修改完善掘進技術管理規範，及時吸收先進的技術，提高工作標準，加強向兄弟單位調研學習及同科研院所的合作力度，取長補短，不斷探索支護改革的新路子，為煤礦支護改革的發展做出新的更大的貢獻！。