嚴(yán)格執(zhí)行掘進(jìn)技術(shù)管理規(guī)范 提高現(xiàn)場安全管理水平

一、基本情況

目前新汶礦業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司老區(qū)平均開采深度1020米以上，是全國最深的礦區(qū)之一。其中孫村1285米，良莊1060米，華豐1220米，協(xié)莊1215米，潘西1050米，翟鎮(zhèn)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(zhì)構(gòu)造復(fù)雜、礦井災(zāi)害性現(xiàn)象多重條件，使開采支護(hù)極為困難。超千米的巷道地應(yīng)力一般為41.2MPa，巷道垂深每增加100米，地壓增大2.5MPa，巖石硬度較好的砂巖頂強(qiáng)度為70MPa，一般巖石為30MPa-50MPa，煤層一般為12MPa。

錨桿支護(hù)應(yīng)用從穩(wěn)定巖層發(fā)展到了松軟破碎巖層工程，從靜壓巷道發(fā)展到動壓巷道，由全巖巷道發(fā)展到了采區(qū)煤巷。錨桿的種類也從木錨桿發(fā)展成現(xiàn)在各式各樣的金屬錨桿，錨桿支護(hù)形式由單一的錨桿支護(hù)發(fā)展到現(xiàn)在的錨網(wǎng)帶及錨索等多種方式聯(lián)合支護(hù)，巖巷采用了錨網(wǎng)噴二次支護(hù)形式、高強(qiáng)錨桿一次支護(hù)形式，推動了新汶礦區(qū)錨桿支護(hù)技術(shù)的發(fā)展，使目前錨桿支護(hù)率達(dá)到97.15％，其中煤巷96.7％，巖巷98.3％。但隨著開采深度的增加，取得的研究成果對現(xiàn)場的指導(dǎo)作用仍存在局限性，特別是對深部支護(hù)缺乏指導(dǎo)性，出現(xiàn)前掘后修、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(yè)集團(tuán)公司每年都對掘進(jìn)技術(shù)管理進(jìn)行修訂,不斷適應(yīng)現(xiàn)場的變化,根據(jù)錨桿支護(hù)技術(shù)的發(fā)展,采用先進(jìn)的支護(hù)技術(shù)規(guī)范解決現(xiàn)場存在的問題。不斷開發(fā)應(yīng)用支護(hù)新技術(shù)、新設(shè)備、新材料，自2004年以來，與北京煤科院合作，研究應(yīng)用了高強(qiáng)錨桿支護(hù)技術(shù)，取得了較好的支護(hù)效果，并在掘進(jìn)技術(shù)管理規(guī)范中明確規(guī)定。有力地規(guī)范和促進(jìn)了新汶礦區(qū)安全生產(chǎn)的發(fā)展。

二、新汶礦區(qū)深部巷道存在的問題

新汶礦區(qū)使用的錨桿絕大部分為20MnSi全螺紋右旋等強(qiáng)錨桿，桿體直徑以?20、?18mm為主，長度以1800mm、2000mm、2200mm、2500mm為主。其中?20mm直徑的錨桿破斷力在156kN，這種全螺紋等強(qiáng)錨桿對頂板及煤幫的適應(yīng)性強(qiáng)，特別是圍巖破碎，出現(xiàn)局部凸凹不平時，可順利實現(xiàn)貼幫貼頂。同時在巷修時，將錨桿截斷后，仍可上托盤螺母護(hù)幫，而且錨桿的加工也比較方便。由于這些優(yōu)點，使得全螺紋差強(qiáng)錨桿在新汶局得到大面積推廣。但這種錨桿同時也存在嚴(yán)重的缺陷，主要表現(xiàn)在以下幾點：

三、掘進(jìn)技術(shù)管理規(guī)范

㈠ 掘進(jìn)技術(shù)管理

1、 掘進(jìn)技術(shù)管理責(zé)任制；

2、 作業(yè)規(guī)程、補(bǔ)充措施；

3、巷道開門 ；

4、臨時支護(hù) ；

5、交岔點支護(hù) ；

6、巷道貫通、預(yù)透 ；

㈡錨桿支護(hù)技術(shù)管理

1、總則

⑴根據(jù)新汶礦區(qū)開采的實際情況，規(guī)定允許使用的錨桿種類包括以下五種:

①金屬全螺紋（20MnSi、 KMG335）鋼等強(qiáng)錨桿;②金屬管縫式錨桿（只限于回采巷道護(hù)幫或斷層破碎帶臨時支護(hù)）;③金屬水力膨脹式管子錨桿; ④螺紋鋼高強(qiáng)錨桿（KMG450、KMG500、KMG600），適用于埋深大于600米的巷道；⑤玻璃鋼錨桿（允許在使用時間較短的，圍巖穩(wěn)定的切眼兩幫及條件適宜的煤幫使用）；⑥經(jīng)集團(tuán)公司鑒定并經(jīng)專業(yè)主管部門批準(zhǔn)使用的新型錨桿。

⑵錨桿的錨固方式

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巖巷道大力推廣全錨；一般情況下應(yīng)采用加長錨；Ⅲ～Ⅴ類煤巷頂板和深部全巖巷道嚴(yán)禁使用端錨。

⑶螺紋鋼等強(qiáng)錨桿桿體結(jié)構(gòu)

⑷錨桿支護(hù)材料

⑸無縱肋左旋螺紋鋼高強(qiáng)錨桿

高強(qiáng)錨桿支護(hù)構(gòu)件圖

錨桿支護(hù)材料中熱軋礦用錨桿鋼筋力學(xué)性能表

KMG 500型錨桿性能表

KMG 600型錨桿性能表

⑽W鋼帶

針對深部支護(hù)W及M鋼帶易引起撕裂現(xiàn)象，開發(fā)了適應(yīng)深部支護(hù)的BHW-280-5.00型厚鋼帶，厚鋼帶的強(qiáng)度比普通鋼帶提高50％以上，與高強(qiáng)錨桿配套使用，大大提高支護(hù)的整體性及圍巖控制效果，避免了鋼帶撕裂、錨桿失效的問題。

W鋼帶：規(guī)格、性能表

M鋼帶：規(guī)格、性能表

⒀錨桿支護(hù)設(shè)計原則

①所有錨桿支護(hù)巷道必須編制正規(guī)的錨桿支護(hù)設(shè)計，積極慎重地采用新技術(shù)、新工藝和新材料，做到技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、安全可靠。

  ②錨桿支護(hù)設(shè)計程序一般為：初始設(shè)計—實施設(shè)計—礦壓觀測—修改初始設(shè)計四個步驟。

    ●初始設(shè)計：要根據(jù)巷道生產(chǎn)技術(shù)條件和地質(zhì)條件、相似條件下礦壓顯現(xiàn)的規(guī)律和圍巖變形特點，圍巖的巖性、節(jié)理和層理的發(fā)育程度等，采用工程類比法、數(shù)值模擬法或理論計算法，提出巷道基本支護(hù)形式、確定主要支護(hù)參數(shù)，并根據(jù)有關(guān)規(guī)定進(jìn)行校核，形成初始設(shè)計。

   

 2、煤巷錨桿支護(hù)

⑴煤巷的圍巖分類

●煤巷采用錨桿支護(hù)，必須對巷道圍巖穩(wěn)定性進(jìn)行分類。

●煤巷的圍巖穩(wěn)定性分為5類，即Ⅰ類：非常穩(wěn)定；Ⅱ類：穩(wěn)定；Ⅲ類：中等穩(wěn)定；Ⅳ類：不穩(wěn)定；Ⅴ類：極不穩(wěn)定。

●各礦在進(jìn)行煤巷錨桿支護(hù)時，要按《新汶礦區(qū)煤層巷道圍巖分類結(jié)果及合理支護(hù)技術(shù)選擇》中分類結(jié)果采用類比法進(jìn)行選擇套用。   

3、錨噴支護(hù)

⑴錨噴支護(hù)適用范圍：

    ①錨噴支護(hù)適用于服務(wù)年限5年以下石灰?guī)r、砂巖等堅硬完整巖層巷道。

　?、阱^網(wǎng)噴支護(hù)適用于服務(wù)年限5年以下穩(wěn)定及較穩(wěn)定巖層巷道。

    ③錨噴二次支護(hù)（高強(qiáng)錨桿一次支護(hù)）適用于服務(wù)年限5年以上，埋深600米以上的開拓、準(zhǔn)備巷道支護(hù)。

    ④噴錨梁噴、錨網(wǎng)噴支護(hù)適用于處于松軟、破碎帶或應(yīng)力集中區(qū)的二次錨網(wǎng)噴巷道支護(hù)。

⑹錨噴支護(hù)工藝要求及有關(guān)規(guī)定

①采用錨噴支護(hù)巷道必須按光爆要求施工，確保眼痕率不少于５0%，超挖尺寸不大于150mm，欠挖不超過質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。

 ②錨噴二次支護(hù)工藝要求

▲初期支護(hù)。采用初噴作臨時支護(hù)。初噴厚度不小于30mm，初凝20分鐘后進(jìn)行打、安錨桿及扒裝。錨桿間排距一般為1.0～1.6m。

③高強(qiáng)錨桿錨噴一次支護(hù)工藝要求

●初期支護(hù)。采用初噴作臨時支護(hù)。初噴厚度不小于30mm，初凝20分鐘后進(jìn)行打、安錨桿及扒裝。錨桿支護(hù)參數(shù)設(shè)計在規(guī)程中明確規(guī)定。

●錨網(wǎng)支護(hù)。按作業(yè)規(guī)程規(guī)定的錨桿支護(hù)參數(shù)跟迎頭進(jìn)行一次錨網(wǎng)支護(hù)。

●噴漿。一般在距迎頭50～100米范圍內(nèi)進(jìn)行（具體距離由各礦根據(jù)巷道礦壓顯現(xiàn)規(guī)律在作業(yè)規(guī)程中規(guī)定），噴漿厚度達(dá)到規(guī)程設(shè)計要求。

⑺錨噴支護(hù)巷道工程質(zhì)量監(jiān)測及質(zhì)量驗收規(guī)定

▲錨桿錨固力監(jiān)測按煤巷錨桿支護(hù)錨固力監(jiān)測有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。

▲噴射混凝土強(qiáng)度檢測

檢測方法。采用點荷載試驗法。用混凝土取樣鉆機(jī)在已噴好的經(jīng)28天養(yǎng)護(hù)的巷道中，直接鉆取直徑30mm，長度大于直徑1.1倍的混凝土芯樣，用點荷載儀測試其點荷載強(qiáng)度,然后確定混凝土強(qiáng)度。

噴射混凝土試塊芯樣數(shù)量

⑻錨索加固支護(hù)

●錨索的適用條件。

   ①當(dāng)Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ類煤層巷道或深部主要巷道采用錨桿支護(hù)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大斷面峒室和跨度大于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(hù)方式及支護(hù)參數(shù)的確定

 ●煤層巷道直接頂比較完整時、拱型錨噴巷道、大斷面峒室及交岔點加固，應(yīng)采用點式錨索支護(hù)；當(dāng)巷道直接頂裂隙比較發(fā)育且上部為復(fù)合頂時，宜采用錨索行架支護(hù)。

關(guān)于加強(qiáng)頂板管理的補(bǔ)充規(guī)定（試行稿）

為進(jìn)一步搞好礦井頂板管理，強(qiáng)化特殊地點和特殊條件下的支護(hù)管理，積極推廣應(yīng)用新技術(shù)、新工藝，做到技術(shù)先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)合理，安全可靠，特制定以下加強(qiáng)頂板管理的補(bǔ)充規(guī)定：

1、埋深超過800米的（Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ類圍巖）煤巷頂板，必須使用高強(qiáng)錨桿配金屬網(wǎng)支護(hù)，頂板嚴(yán)禁使用回收復(fù)用的支護(hù)材料。否則，巷道質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化視為不合格。

2、合理安排生產(chǎn)接續(xù)，盡量縮短回采巷道的服務(wù)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(zé)任制

各礦必須明確分管礦井巷道維修負(fù)責(zé)人。明確巷修工作負(fù)責(zé)部門及業(yè)務(wù)人員，每月編排礦井巷道維修計劃，編審巷道維修作業(yè)規(guī)程和施工技術(shù)措施，做好日常巷道維修施工管理和巷道鑒定、巷修質(zhì)量檢查評比、年度巷道普查工作。

零星工程施工任務(wù)書

五、案例分析

自2000年以來，集團(tuán)公司共發(fā)生6起掘進(jìn)巷道冒頂事故：

1、2000年3月10日翟鎮(zhèn)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(yīng)力區(qū)，巷道開挖后，造成應(yīng)力集中釋放，圍巖失去穩(wěn)定性。

5、錨桿支護(hù)技術(shù)發(fā)展的技術(shù)對策

（1） 積極開展圍巖力學(xué)參數(shù)及地應(yīng)力測試工作，提高錨桿支護(hù)的科學(xué)性。

盡快建立巖石力學(xué)及材料力學(xué)中心實驗室，也可在職業(yè)技術(shù)學(xué)院力學(xué)實驗室的基礎(chǔ)上補(bǔ)充完善，以此為基礎(chǔ)，對地質(zhì)力學(xué)參數(shù)及地應(yīng)力大小與方向進(jìn)行現(xiàn)場測試與實驗，作為錨桿支護(hù)選型設(shè)計、支護(hù)參數(shù)確定和巷道布置的重要依據(jù)。也是保證錨桿支護(hù)合理、有效、可靠、安全的前提條件。

同志們，我們在掘進(jìn)技術(shù)管理方面雖然取得了一定成績，使現(xiàn)場的面貌得到了較大的改觀，但與上級的要求、支護(hù)改革的發(fā)展以及現(xiàn)場的要求還有很大差距。今后我們將根據(jù)現(xiàn)場的變化及技術(shù)改革的發(fā)展，不斷修改完善掘進(jìn)技術(shù)管理規(guī)范，及時吸收先進(jìn)的技術(shù)，提高工作標(biāo)準(zhǔn)，加強(qiáng)向兄弟單位調(diào)研學(xué)習(xí)及同科研院所的合作力度，取長補(bǔ)短，不斷探索支護(hù)改革的新路子，為煤礦支護(hù)改革的發(fā)展做出新的更大的貢獻(xiàn)！。