CN108708730A - 一种弱粘结、多裂隙富水岩巷预设边缘孔光面成型技术 - Google Patents

一种弱粘结、多裂隙富水岩巷预设边缘孔光面成型技术 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种弱粘结、多裂隙富水岩巷预设边缘孔光面成型技术，包括以下步骤：首先在掘进巷道工作面处按照相邻边缘孔直线距离0.5m～0.7m、各边缘孔与巷道设计外轮廓线垂直间距0.2m的标准依次作好边缘孔钻孔位置标记，然后采用钻机自左往右、自下而上在标记位置处进行打孔，施工顺序为左帮边缘孔、右帮边缘孔、左拱肩边缘孔、右拱肩边缘孔、拱顶边缘孔，各孔孔径均为0.2m、孔深1.2m、外扎角10°。再利用综掘机先左后右依次进行破岩作业，最后清理工作面矸石与杂物。采用喷射混凝土进行初期支护，并使巷道呈现出规整的断面形状。本发明工艺简单，成本低且能有效地改善弱粘结、多裂隙富水岩巷成型情况。

Description

一种弱粘结、多裂隙富水岩巷预设边缘孔光面成型技术
技术领域
本发明涉及巷道断面成型技术，特别是涉及一种弱粘结、多裂隙富水岩巷预设边缘孔光面成型技术。
背景技术
我国西部地区侏罗系煤层顶底板具有成岩晚、胶结程度差、强度低且富含水的特点，属于软弱不稳定岩层。因此，西部地区煤矿很多巷道是处于这类弱粘结、多裂隙富水砂岩层中，围岩遇水成泥、遇风成砂、抗拉强度很低。采用综掘机掘进过程中截齿对巷道工作面挤压破岩时，极易使得巷道设计轮廓线外围大部分区域围岩被连带切割掉落，造成冒顶、片帮，最终导致巷道断面成型情况很差。同时带来很大的安全隐患，给后期支护带来极大的难度，支护质量难以得到保证。
又由于钻爆法施工过程中所需的炸药雷管原料管制非常严格，西部地区新建煤矿巷道施工过程中大多是采用综掘机掘进方式进行开拓的，通过综掘机机头上分布的若干截齿对工作面围岩进行挤压切割破岩，由于围岩岩性差，从而出现上述所提到的实际工程难题亟待解决。
发明内容
针对上述技术问题，本发明的目的在于提供一种弱粘结、多裂隙富水岩巷预设边缘孔光面成型技术。
本发明采用的技术方案是：
一种弱粘结、多裂隙富水岩巷预设边缘孔光面成型技术，包括以下步骤：
(a)在弱粘结、多裂隙富水岩巷掘进工作面位置，距巷道两帮设计断面外轮廓线垂直间距0.2m从左往右、自下而上采用钻机依次打左帮边缘孔、右帮边缘孔。
(b)左帮边缘孔、右帮边缘孔打完结束后，再用钻机在拱圈部位距设计外轮廓线垂直间距0.2m从两侧拱肩自左往右、自下而上依次打左拱肩边缘孔、右拱肩边缘孔，最后打拱顶边缘孔。
(c)巷道预设边缘孔施工结束后利用综掘机机头割岩，以巷道中心线为对称轴，先由左侧从底部向上呈倒S型进行破岩掘进，然后再从右侧由底部向上呈S型进行破岩掘进。
(d)采用排矸机将矸石及杂物运输并排出，为下一班工作面掘进创造便利条件，尤其是为布置边缘孔提供便利。
(e)对刚刚掘进开拓的巷道断面采用喷射混凝土进行初期支护并找平，确保最终巷道成型断面严格符合设计要求。
(f)依次重复上述步骤(a)、(b)、(c)、(d)、(e)，直到掘进巷道开拓施工结束。
本发明所述的一种弱粘结、多裂隙富水岩巷预设边缘孔光面成型技术，其中，步骤(a)中所述左帮边缘孔孔径0.2m、孔深1.2m、外扎角10°，相邻两孔直线距离0.5～0.7m。
本发明所述的一种弱粘结、多裂隙富水岩巷预设边缘孔光面成型技术，其中，步骤(a)中所述右帮边缘孔孔径0.2m、孔深1.2m、外扎角10°，相邻两孔直线距离0.5～0.7m。
本发明所述的一种弱粘结、多裂隙富水岩巷预设边缘孔光面成型技术，其中，步骤(b)中所述左拱肩边缘孔孔径0.2m、孔深1.2m、外扎角10°，相邻两孔直线距离0.5～0.7m。
本发明所述的一种弱粘结、多裂隙富水岩巷预设边缘孔光面成型技术，其中，步骤(b)中所述右拱肩边缘孔孔径0.2m、孔深1.2m、外扎角10°，相邻两孔直线距离0.5～0.7m。
本发明所述的一种弱粘结、多裂隙富水岩巷预设边缘孔光面成型技术，其中，步骤(b)中所述拱顶边缘孔孔径0.2m、孔深1.2m、外扎角10°，与最近左拱肩边缘孔、右拱肩边缘孔直线距离0.5～0.7m。
本发明所述的一种弱粘结、多裂隙富水岩巷预设边缘孔光面成型技术，其中，步骤(e)中所述喷射混凝土强度等级为C25，喷层厚度70～140mm。
本发明有益效果：
本发明所述的一种弱粘结、多裂隙富水岩巷预设边缘孔光面成型技术，其有益效果表现在如下方面：通过在上述岩层条件较差的地段，沿巷道断面周边设置一定数量的边缘孔(间距0.5m～0.7m)形成强度弱面。即在综掘机机头割岩的过程中，因为边缘孔的存在，边缘孔连线位置产生最大拉应力叠加效应从而最易发生破坏。该技术应用后巷道施工荒断面最大地方不超出设计断面70mm。一方面可以避免综掘机机头割岩过程中的冒顶、片帮情况的发生，另一方面可以实现较好的巷道成型，同时为巷道支护高效率、高质量施工奠定基础。另外本发明工艺简单，成本低且能有效地控制弱粘结、多裂隙、富水岩层巷道的断面成型情况。
附图说明
图1为本发明一种弱粘结、多裂隙富水岩巷预设边缘孔光面成型技术的示意图；
图2为综掘机机头割岩路径；
图3为未采用本发明技术前综掘机割岩巷道断面成型形状；
图4为采用本发明技术后综掘机割岩巷道断面成型形状。
图中：1-弱粘结、多裂隙富水岩层；2-左帮边缘孔；3-右帮边缘孔；4-左拱肩边缘孔；5-右拱肩边缘孔；6-拱顶边缘孔；7-巷道设计外轮廓线；8-第一道割岩路径；9-第二道割岩路径。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的一个实施例作进一步的描述：
本发明的一种弱粘结、多裂隙富水岩巷预设边缘孔光面成型技术，包括以下步骤：
(a)首先沿巷道工作面设计外轮廓线整体向内缩进0.2m，并用记号笔作上标记，绘出缩进后的巷道外轮廓线；
(b)根据相邻两边缘孔直线距离0.5～0.7m为计算标准，在缩进后的巷道外轮廓线上各点位置处画×作为下一步打边缘孔标记；
(c)采用钻机自左向右、自下而上在每一个边缘孔标记处钻孔，要求孔眼偏斜率不得超过10％，依次先打左帮边缘孔2、右帮边缘孔3、左拱肩边缘孔4、右拱肩边缘孔5、拱顶边缘孔6，各孔孔径均为0.2m、孔深1.2m、外扎角10°。
(d)边缘孔布设完成后，以巷道轴线为对称轴，采用综掘机割岩，顺序为：先按第一道割岩路径8由巷道底部向顶部依次作业，完成后再按第二道割岩路径9由巷道底部向顶部依次作业；
(e)两道割岩路径结束后，采用排矸机将切割下来的矸石以及杂物运输并排出，将工作面附件的工作区域清理干净；
(f)最后采用喷射混凝土进行初期支护并找平，使得巷道成型断面达到设计预期效果。
(g)依次重复上述步骤(a)、(b)、(c)、(d)、(e)、(f)，直到掘进巷道开拓施工结束。
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优先实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求确定的保护范围内。

Claims (7)

1.一种弱粘结、多裂隙富水岩巷预设边缘孔光面成型技术，其特征在于：包括以下步骤：
(a)在弱粘结、多裂隙富水岩巷掘进工作面位置，距巷道两帮设计断面外轮廓线垂直间距0.2m从左往右、自下而上采用钻机依次打左帮边缘孔、右帮边缘孔。
(b)左帮边缘孔、右帮边缘孔打完结束后，再用钻机在拱圈部位距设计外轮廓线垂直间距0.2m从两侧拱肩自左往右、自下而上依次打左拱肩边缘孔、右拱肩边缘孔，最后打拱顶边缘孔。
(c)巷道预设边缘孔施工结束后利用综掘机机头割岩，以巷道中心线为对称轴，先由左侧从底部向上呈倒S型进行破岩掘进，然后再从右侧由底部向上呈S型进行破岩掘进。
(d)采用排矸机将矸石及杂物运输并排出，为下一班工作面掘进创造便利条件，尤其是为布置边缘孔提供便利。
(e)对刚刚掘进开拓的巷道断面采用喷射混凝土进行初期支护并找平，确保最终巷道成型断面严格符合设计要求。
(f)依次重复上述步骤(a)、(b)、(c)、(d)、(e)，直到掘进巷道开拓施工结束。
2.根据权利要求1所述的一种弱粘结、多裂隙富水岩巷预设边缘孔光面成型技术，其特征在于：步骤(a)中所述左帮边缘孔孔径0.2m、孔深1.2m、外扎角10°，相邻两孔直线距离0.5～0.7m。
3.根据权利要求1所述的一种弱粘结、多裂隙富水岩巷预设边缘孔光面成型技术，其特征在于：步骤(a)中所述右帮边缘孔孔径0.2m、孔深1.2m、外扎角10°，相邻两孔直线距离0.5～0.7m。
4.根据权利要求1所述的一种弱粘结、多裂隙富水岩巷预设边缘孔光面成型技术，其特征在于：步骤(b)中所述左拱肩边缘孔孔径0.2m、孔深1.2m、外扎角10°，相邻两孔直线距离0.5～0.7m。
5.根据权利要求1所述的一种弱粘结、多裂隙富水岩巷预设边缘孔光面成型技术，其特征在于：步骤(b)中所述右拱肩边缘孔孔径0.2m、孔深1.2m、外扎角10°，相邻两孔直线距离0.5～0.7m。
6.根据权利要求1所述的一种弱粘结、多裂隙富水岩巷预设边缘孔光面成型技术，其特征在于：步骤(b)中所述拱顶边缘孔孔径0.2m、孔深1.2m、外扎角10°，与最近左拱肩边缘孔、右拱肩边缘孔直线距离0.5～0.7m。
7.根据权利要求1所述的一种弱粘结、多裂隙富水岩巷预设边缘孔光面成型技术，其特征在于：步骤(e)中所述喷射混凝土强度等级为C25，喷层厚度70～140mm。
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