一种暗斜井过断层的施工方法与流程

本发明涉及煤矿支护领域，尤其涉及一种暗斜井过断层的施工方法。

背景技术：

1、随着能源需求越来越大，深井矿山等地下工程建设也面临更大挑战，在开采过程中常遇会到诸如断层破碎带等不良地质，断层破碎带是一种岩体丧失连续性和完整性的地质形态，在掘进时岩石容易坍塌，不仅可能危害施工人员的生命健康而且还对矿井的安全生产造成严重影响。然而开挖工作的某些工作面在掘进时不得不穿过这些断层带，这些断层既存在安全风险，又是掘进时制约进度和质量的关键因素。目前，设置于煤矿巷道的支护方法都是被动法，如架棚、使挑杆、及时喷浆等，存在着作业面不稳固、被动、费时、费事、费材料等不利因素。

2、经检索，专利号为cn106437750b的中国发明专利提供了一种破碎带大断面斜井硐口一次成型支护方法，其通过在巷道口支设钢拱架结合管缝锚杆固定在岩体上进行预支护，并在巷道断面上结合管棚超前支护，采用光面爆破的方式掘进，最后在巷道内采用支棚喷浆的方式来防止在破碎风化岩层中掘进时出现的片帮冒顶。这种支护方式也存在上述支撑面被动受力且整体性差的应用局限，且掘进采用爆破的方式所产生的震动容易导致断层破碎带塌方，也不适用于有易燃物质的巷道挖掘。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种暗斜井过断层的施工方法，用以解决现有技术存在的不足。

2、为了解决上述的技术问题，本发明提供了一种暗斜井过断层的施工方法，包括如下步骤：

3、步骤一、确定冒顶范围以及断层轮廓线的起始位置，并使用管缝式锚杆在距断层轮廓线不大于100mm的位置进行超前支护；

4、步骤二、使用综掘机掘进，并利用临时支护装置对巷道顶板进行临时支护；

5、步骤三、掘进全断面采用单层钢筋网护面，并在巷道的正顶位置采用锚索配合槽钢梁和托盘进行支护；

6、步骤四、沿巷道掘进方向分段逐节安装钢棚架，每节钢棚架的间距不大于800mm，钢棚架上设置固棚锚索，相邻钢棚架之间采用撑杆相接，并使用水泥背板将棚顶和棚帮位置进行封闭；

7、步骤五、步骤四完成后，对巷道帮顶与钢棚架之间的空隙采用喷浆喷砼充填。

8、在一较佳实施例中：所述钢棚架包括棚梁与棚腿，所述棚梁为搭接式的u型梁，其搭接长度不小于500mm，搭接处采用卡缆连接。

9、在一较佳实施例中：所述卡缆的布置间距不小于350mm，其扭矩不小于150n.m。

10、在一较佳实施例中：所述固棚锚索一端连接钢棚架，另一端沿远离钢棚架方向锚入巷道的持力岩层中；

11、所述固棚锚索位于棚梁时，其与棚梁设置数量相适应。

12、在一较佳实施例中：步骤一中的管缝式锚杆呈双排分布，排间压茬不小于800mm，与水平面仰角夹角不小于13°。

13、在一较佳实施例中：步骤二中的综掘机为ebz-260h型岩巷综掘机，其过断层的循环进尺不大于1.6m、过破碎带的循环进尺不大于0.8m，且最大控顶距不得超过1.9m。

14、在一较佳实施例中：采用步骤二中的临时支护装置采用zlj-30型机载进行临时支护，其需保证临时支护后最大空顶距不大于400mm，临时支护与两帮最大空顶宽度不大于1m。

15、在一较佳实施例中：步骤三中的锚索为预应力锚索，其规格不小于φ22、数量不少于3根、长度不小于6000mm，其与3500mm长的18#槽钢梁和150×150×12mm的蝶形托盘配合使用。

16、在一较佳实施例中：步骤四所述钢棚架的安装具体包括以下步骤：

17、步骤4.1：先将中间段的棚梁用固棚锚索固定，然后用卡缆配合螺栓对接两侧的棚梁；

18、步骤4.2：棚梁对接好后校对中线和腰线，根据中、腰线把棚梁移动到安装位置后对棚梁进行固定，检查并调整棚梁的迎退山、扭矩、接口离合情况，使其达到设计要求；

19、步骤4.3：挖腿窝及栽棚腿，腿窝开挖至持力层，采用人工栽扶棚腿，并检查棚腿斜度，达到要求后及时在棚腿设计位置打好固棚锚索；

20、步骤4.4：根据步骤4.1-4.3依次安装相邻的钢棚架，所述相邻钢棚架之间采用撑杆连接以及钢筋网片围合，并使用水泥背板将棚顶和棚帮位置进行封闭；

21、步骤4.5：在水泥背板与钢棚架之间敷设一层金属网片。

22、在一较佳实施例中：步骤六所述的喷砼强度等级为c20，喷厚250mm；使用水泥p.o42.5普通硅酸盐水泥，砂为中粗河砂，石子为粒径5～10mm的碎石，砼配合比1:2.31:2.37:0.47，速凝剂掺入量为水泥重量的5％。

23、相较于现有技术，本发明的技术方案具备以下有益效果：

24、本发明提供的一种暗斜井过断层的施工方法，其采用综掘机配合临时支护机械的方式在断层面处进行巷道掘进，其使用机械掘进具有开挖精度高，岩层扰动小的优点，同时弥补了爆破法在含有易燃物质巷道开挖时的应用弊端；采用临时支护机械进行掘进面的护壁为后续施工作业提供了安全保障的同时，相比于传统固定式支撑具有投用便捷，节省工料成本的特点；其在巷道的正顶位置采用锚索进行主动受力支护，巷道内分段逐节安装钢棚架，每节钢棚架上均设置固棚锚索进行二次受力传导，既保证了支护结构的稳定性，又解决了反掘施工暗斜井时遇到大中型断层快速安全通过的问题。

技术特征：

1.一种暗斜井过断层的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种暗斜井过断层的施工方法，其特征在于：

3.根据权利要求2所述的一种暗斜井过断层的施工方法，其特征在于：

4.根据权利要求1所述的一种暗斜井过断层的施工方法，其特征在于：

5.根据权利要求1所述的一种暗斜井过断层的施工方法，其特征在于：步骤一中的管缝式锚杆呈双排分布，排间压茬不小于800mm，与水平面仰角夹角不小于13°。

6.根据权利要求1所述的一种暗斜井过断层的施工方法，其特征在于：步骤二中的综掘机为ebz-260h型岩巷综掘机，其过断层的循环进尺不大于1.6m、过破碎带的循环进尺不大于0.8m，且最大控顶距不得超过1.9m。

7.根据权利要求1所述的一种暗斜井过断层的施工方法，其特征在于：采用步骤二中的临时支护装置采用zlj-30型机载进行临时支护，其需保证临时支护后最大空顶距不大于400mm，临时支护与两帮最大空顶宽度不大于1m。

8.根据权利要求1所述的一种暗斜井过断层的施工方法，其特征在于：步骤三中的锚索为预应力锚索，其规格不小于φ22、数量不少于3根、长度不小于6000mm，其与3500mm长的18#槽钢梁和150×150×12mm的蝶形托盘配合使用。

9.根据权利要求1所述的一种暗斜井过断层的施工方法，其特征在于：步骤四所述钢棚架的安装具体包括以下步骤：

10.根据权利要求1所述的一种暗斜井过断层的施工方法，其特征在于：步骤六所述的喷砼强度等级为c20，喷厚250mm；使用水泥p.o42.5普通硅酸盐水泥，砂为中粗河砂，石子为粒径5～10mm的碎石，砼配合比1:2.31:2.37:0.47，速凝剂掺入量为水泥重量的5％。

技术总结本发明提供了一种暗斜井过断层的施工方法，包括锚杆超前支护、机械化掘进及支护、在断层破碎带的巷道正顶位置采用锚索支护，以及通过在棚梁和棚腿上分别设置固棚锚索对棚架结构的受力进行二次传导的方式解决了反掘施工暗斜井时，遇到大中型断层快速安全通过的问题。技术研发人员：余升红,王忠康,王发刚,邓骐宁,肖祖荣,邹平,赵恰,刘正宇,戴勇,杨星雨受保护的技术使用者：紫金（长沙）工程技术有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/15