煤礦空巷留頂施工綜合技術(shù)方案一、工程概況1.1空巷基本特征空巷位于2305回采工作面回風(fēng)巷北側(cè)15m處，走向長度185m，傾向?qū)挾?.2m，高度2.8m，巷道埋深450m。巷道原支護(hù)方式為錨網(wǎng)噴支護(hù)，錨桿規(guī)格φ20×2200mm，間排距800×800mm，金屬網(wǎng)采用10#鐵絲編織，網(wǎng)孔規(guī)格100×100mm，噴射混凝土厚度100mm，強(qiáng)度等級C20。經(jīng)現(xiàn)場勘查，空巷頂板存在局部冒落現(xiàn)象，冒落高度0.5-1.2m，兩幫位移量達(dá)150mm，底板鼓起量80mm，部分錨桿托盤變形失效。1.2地質(zhì)條件空巷所處煤層為3#煤層，平均厚度2.5m，煤層傾角3-5°，屬于近水平煤層。直接頂為砂質(zhì)泥巖，厚度3.5m，普氏系數(shù)f=3-4，易冒落；老頂為細(xì)粒砂巖，厚度8.2m，f=6-8，完整性較好。直接底為泥巖，厚度2.0m，遇水易膨脹?？障锓秶鷥?nèi)煤層瓦斯含量8.6m3/t，屬于高瓦斯區(qū)域，煤層自燃傾向性等級為Ⅱ類，發(fā)火期3-6個月。1.3施工要求留頂施工需保證空巷頂板有效控制，留設(shè)頂板厚度不小于2.0m，施工后空巷頂板下沉量控制在300mm以內(nèi)，兩幫移近量不超過200mm。施工期間需確保瓦斯?jié)舛炔怀^0.8%，一氧化碳濃度不超過24ppm。施工完成后空巷需具備行人、通風(fēng)功能，服務(wù)期限不少于12個月。二、施工方案設(shè)計2.1總體施工流程施工準(zhǔn)備→超前支護(hù)→頂板加固→兩幫支護(hù)→底板處理→臨時支護(hù)拆除→質(zhì)量驗收。施工采用由外向內(nèi)分段作業(yè)方式，每段長度10m，循環(huán)作業(yè)。先施工空巷上幫，后施工下幫，最后處理頂板，形成"先幫后頂、分段加固"的施工順序。2.2支護(hù)設(shè)計方案2.2.1頂板加固設(shè)計采用"錨索+鋼帶+注漿"聯(lián)合加固方案：錨索規(guī)格：φ22×6300mm高強(qiáng)度低松弛鋼絞線，抗拉強(qiáng)度1860MPa，間排距1200×1000mm，梅花形布置。每根錨索配3卷CK2350樹脂錨固劑，錨固長度1800mm，預(yù)緊力不小于150kN。鋼帶選用11#礦工鋼加工制作，長度3.5m，寬度120mm，厚度10mm，每排布置2根，間距1.5m。頂板注漿采用φ50mm注漿管，長度5.0m，間排距2000×2000mm，注漿材料為水泥-水玻璃雙液漿，水灰比1:1，水玻璃濃度35Be'，注漿壓力2.0-3.0MPa，單孔注漿量控制在80-120L。2.2.2兩幫支護(hù)設(shè)計實(shí)施"錨桿+金屬網(wǎng)+注漿錨桿"聯(lián)合支護(hù)：幫錨桿采用φ18×1800mm螺紋鋼錨桿，間排距800×800mm，每幫每排布置4根，配2卷Z2350樹脂錨固劑，錨固力不小于60kN。金屬網(wǎng)采用12#鐵絲編織的雙層網(wǎng)，內(nèi)層網(wǎng)孔50×50mm，外層網(wǎng)孔100×100mm，網(wǎng)片搭接長度100mm，用14#鐵絲雙絲雙扣綁扎，綁扎點(diǎn)間距200mm。注漿錨桿選用φ25×2500mm中空注漿錨桿，間排距1600×1600mm，每幫布置3排，注漿材料為水泥漿，水灰比0.8:1，注漿壓力1.5-2.0MPa。2.2.3底板處理方案采用"臥底+混凝土澆筑"處理方案：臥底深度300mm，清除底板浮矸及膨脹泥巖，露出新鮮基巖。澆筑C25混凝土，厚度200mm，內(nèi)配φ12mm鋼筋網(wǎng)，網(wǎng)格間距200×200mm，鋼筋保護(hù)層厚度50mm?；炷翝仓r設(shè)置橫向排水坡度3‰，每隔50m設(shè)置一個集水坑，尺寸500×500×300mm。2.3施工工藝參數(shù)2.3.1鉆孔施工參數(shù)錨索鉆孔：孔徑φ28mm，孔深6500mm，角度與頂板垂直。錨桿鉆孔：孔徑φ28mm，孔深1900mm，幫錨桿角度與垂線成15°。注漿孔：孔徑φ55mm，孔深5200mm（頂板）、2700mm（兩幫）。2.3.2支護(hù)材料規(guī)格材料名稱規(guī)格型號技術(shù)參數(shù)用量錨索φ22×6300mm1860MPa級鋼絞線185套幫錨桿φ18×1800mmHRB400級螺紋鋼463套注漿錨桿φ25×2500mm中空注漿型111套金屬網(wǎng)12#鐵絲雙層網(wǎng)50×50/100×100mm380m2鋼帶11#礦工鋼3500×120×10mm93根混凝土C25抗壓強(qiáng)度≥25MPa118m3樹脂錨固劑Z2350/CK2350初凝時間3-5min1850卷水泥P.O42.5R3d抗壓強(qiáng)度≥27MPa85t水玻璃工業(yè)級模數(shù)2.8-3.212t三、施工組織管理3.1施工隊伍配置成立專業(yè)施工隊，設(shè)隊長1名，技術(shù)員2名，安全員2名，質(zhì)量檢查員1名，施工人員25名。施工人員分為3個班組，實(shí)行"三八"作業(yè)制，每班配備錨桿工4名，注漿工3名，混凝土工2名，普工2名，班組長1名。3.2施工設(shè)備配置設(shè)備名稱型號規(guī)格數(shù)量用途錨桿鉆機(jī)MQT-130/3.23臺錨桿錨索鉆孔注漿泵ZBYSB-50/122臺注漿作業(yè)混凝土攪拌機(jī)JZC-3501臺混凝土攪拌噴漿機(jī)PZ-5B1臺噴射混凝土風(fēng)鎬G106臺臥底、清理瓦斯檢測儀CJG105臺瓦斯?jié)舛缺O(jiān)測全站儀TS061臺工程測量激光指向儀YBJ-12002臺巷道指向3.3施工進(jìn)度計劃總工期45天，具體進(jìn)度安排如下：施工準(zhǔn)備：3天（材料進(jìn)場、設(shè)備調(diào)試、安全培訓(xùn)）超前支護(hù)：5天（施工15m超前支護(hù)段）頂板加固：15天（平均每天施工12m）兩幫支護(hù)：12天（平均每天施工15m）底板處理：7天（分段澆筑混凝土）驗收整改：3天（質(zhì)量檢查及問題處理）四、施工操作要點(diǎn)4.1超前支護(hù)施工在空巷入口5m范圍設(shè)置超前支護(hù)，采用φ22×4500mm錨索配合3.5m長11#礦工鋼，錨索間排距800×600mm，形成密集支護(hù)帶。施工時先施工中間錨索，后施工兩側(cè)錨索，預(yù)緊力不小于180kN。超前支護(hù)段頂部鋪設(shè)雙層金屬網(wǎng)，網(wǎng)間鋪設(shè)200mm厚木板，形成整體護(hù)頂結(jié)構(gòu)。4.2頂板錨索施工采用"三徑匹配"鉆孔工藝，鉆孔直徑φ28mm，錨索直徑φ22mm，樹脂錨固劑直徑φ23mm。鉆孔完成后用高壓風(fēng)清孔，安裝樹脂錨固劑后用錨索送入孔底，攪拌時間控制在20-30s，等待10min后安裝托盤、鎖具，使用張拉千斤頂進(jìn)行預(yù)緊，預(yù)緊力達(dá)到設(shè)計值后鎖定。4.3注漿作業(yè)流程注漿前檢查注漿泵、管路及壓力表，進(jìn)行清水試泵，確保設(shè)備正常運(yùn)行。按設(shè)計配比制備漿液，水泥漿攪拌時間不少于3min，雙液漿采用雙桶制備、混合器混合方式。注漿管安裝前檢查孔深、孔徑，安裝后用錨固劑固定，外露長度不大于100mm。注漿時先慢后快，逐步升壓，當(dāng)壓力達(dá)到設(shè)計值且注漿量達(dá)到理論值80%時，持續(xù)注漿5min后停止。注漿結(jié)束后立即清洗注漿泵及管路，防止?jié){液凝固堵塞。4.4混凝土施工工藝混凝土采用機(jī)械攪拌，攪拌時間不少于90s，坍落度控制在100-150mm。澆筑前清理底板雜物，灑水濕潤基層?；炷敛捎萌斯備?，使用插入式振搗器振搗，振搗間距不大于300mm，振搗時間15-30s，直至混凝土表面泛漿、不再下沉。澆筑完成后及時覆蓋養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)期不少于7天，養(yǎng)護(hù)期間保持混凝土表面濕潤。五、安全技術(shù)措施5.1頂板管理措施施工前進(jìn)行敲幫問頂，處理松動巖塊，確認(rèn)安全后方可作業(yè)。采用超前探梁臨時支護(hù)，探梁長度4.0m，每循環(huán)前移1.0m，臨時支護(hù)必須緊跟工作面?？障飪?nèi)嚴(yán)禁空頂作業(yè)，最大空頂距不超過1.5m，最小支護(hù)距不大于0.3m。每班配備專職頂板觀察員，每小時檢查一次頂板情況，發(fā)現(xiàn)頂板離層、錨桿失效等情況立即停止作業(yè)，采取加固措施。5.2瓦斯防治措施施工面配備2臺甲烷傳感器，分別布置在作業(yè)點(diǎn)上風(fēng)流10m處和下風(fēng)流15m處，傳感器報警濃度0.8%，斷電濃度1.0%。采用壓入式通風(fēng)，局部通風(fēng)機(jī)型號FBDNo6.0/2×15kW，風(fēng)量280-400m3/min，風(fēng)筒出口距工作面不大于5m。施工前進(jìn)行瓦斯排放，當(dāng)瓦斯?jié)舛瘸^1.0%時，采用"一風(fēng)吹"方式排放，排放期間嚴(yán)禁人員進(jìn)入。電氣設(shè)備必須使用礦用隔爆型，防爆性能檢查每周一次，杜絕失爆現(xiàn)象。5.3防滅火措施施工面配備2臺滅火器（8kg干粉滅火器）、2個消防沙箱（每個容積0.5m3）、50m消防軟管。注漿材料采用不燃性材料，施工期間嚴(yán)禁使用明火，焊接作業(yè)必須辦理動火許可證，采取"三人連鎖"動火制度。施工面設(shè)置一氧化碳傳感器，報警濃度24ppm，每班檢測一次煤層溫度，發(fā)現(xiàn)異常立即采取降溫措施。空巷內(nèi)鋪設(shè)消防管路，每隔50m設(shè)置一個支管和閥門，保證消防用水充足。5.4防治水措施施工前采用鉆探方法探明空巷涌水情況，預(yù)計涌水量2-5m3/h，配備2臺BQW25-50-7.5型水泵，一用一備。巷道兩側(cè)開挖排水溝，斷面200×200mm，坡度3‰，確保排水暢通。注漿作業(yè)時控制注漿壓力，防止高壓水突出，發(fā)現(xiàn)突水征兆立即撤離人員，啟動應(yīng)急預(yù)案。定期檢查底板涌水pH值、渾濁度，發(fā)現(xiàn)水質(zhì)變化及時分析原因，采取相應(yīng)措施。六、質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)6.1支護(hù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)錨索預(yù)緊力：≥150kN，合格率≥90%，最低不小于130kN。錨桿錨固力：≥60kN，合格率≥95%，最低不小于50kN。注漿壓力：達(dá)到設(shè)計壓力的90%以上，注漿量達(dá)到設(shè)計值的80%以上?；炷翉?qiáng)度：28天抗壓強(qiáng)度≥25MPa，表面平整度≤5mm/m。6.2工程驗收標(biāo)準(zhǔn)頂板下沉量：≤300mm，兩幫移近量：≤200mm。巷道凈斷面：寬度≥3.0m，高度≥2.5m，斷面合格率≥95%。支護(hù)間距偏差：±100mm，排距偏差：±50mm?；炷梁穸龋骸菰O(shè)計值的95%，表面無蜂窩、麻面，裂縫寬度≤0.2mm。6.3質(zhì)量檢測方法錨索預(yù)緊力采用錨索測力計檢測，每30m檢測一組，每組3根。錨桿錨固力采用拉拔儀檢測，每50根錨桿抽樣1組，每組3根?；炷翉?qiáng)度采用回彈儀檢測，每10m檢測一個測區(qū)，每個測區(qū)16個測點(diǎn)。巷道斷面采用激光斷面儀檢測，每20m檢測一個斷面。七、施工組織保障7.1組織管理體系成立以項目經(jīng)理為組長，技術(shù)負(fù)責(zé)人、安全礦長為副組長，各專業(yè)工程師為成員的施工管理小組，實(shí)行"日調(diào)度、周總結(jié)、月考核"制度。建立技術(shù)、安全、質(zhì)量、物資、設(shè)備等專業(yè)管理小組，明確各小組職責(zé)，形成全方位管理體系。7.2物資供應(yīng)保障建立材料儲備庫，支護(hù)材料儲備量滿足15天施工需求。實(shí)行材料進(jìn)場檢驗制度，每批材料必須有出廠合格證、檢驗報告，經(jīng)現(xiàn)場抽樣檢驗合格后方可使用。建立材料消耗臺賬，實(shí)行限額領(lǐng)料制度，每月進(jìn)行材料消耗分析，控制材料損耗率在5%以內(nèi)。7.3設(shè)備保障措施設(shè)備實(shí)行包機(jī)責(zé)任制，每臺設(shè)備明確責(zé)任人，負(fù)責(zé)設(shè)備日常維護(hù)保養(yǎng)。建立設(shè)備檢修制度，定期對設(shè)備進(jìn)行檢修，確保設(shè)備完好率達(dá)到95%以上。關(guān)鍵設(shè)備配備備用設(shè)備，確保施工連續(xù)進(jìn)行，減少設(shè)備故障對施工的影響。7.4技術(shù)保障措施施工前進(jìn)行技術(shù)交底，確保每個施工人員掌握施工工藝和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。技術(shù)人員跟班作業(yè)，及時解決施工中出現(xiàn)的技術(shù)問題。建立技術(shù)檔案，詳細(xì)記錄施工參數(shù)、支護(hù)質(zhì)量、地質(zhì)變化等情況，為后續(xù)施工提供參考。八、應(yīng)急預(yù)案8.1頂板事故應(yīng)急處置當(dāng)發(fā)生頂板冒落事故時，立即啟動應(yīng)急預(yù)案：現(xiàn)場人員立即撤離至安全區(qū)域，向調(diào)度室報告事故情況。調(diào)度室接到報告后，立即通知應(yīng)急救援小組，組織救援。救援前進(jìn)行瓦斯檢測，確保安全后采用木垛法臨時支護(hù)，控制冒落范圍擴(kuò)大。采用生命探測儀確定被困人員位置，制定救援方案，實(shí)施救援。8.2瓦斯超限應(yīng)急處置當(dāng)瓦斯?jié)舛瘸^0.8%時：立即停止作業(yè)，切斷施工面電源，組織人員撤離。加強(qiáng)通風(fēng)，增大風(fēng)量，排放瓦斯。瓦斯?jié)舛冉抵?.8%以下，經(jīng)檢查確認(rèn)安全后，方可恢復(fù)作業(yè)。分析瓦斯超限原因，采取針對性措施，防止再次發(fā)生。8.3火災(zāi)事故應(yīng)急處置發(fā)生火災(zāi)事故時：立即切斷電源，組織人員沿避災(zāi)路線撤離。初期火災(zāi)采用滅火器、消防沙進(jìn)行滅火，控制火勢蔓延。無法控制時，立即封閉火區(qū)，啟動礦井反風(fēng)系統(tǒng)。救援人員佩戴自救器進(jìn)行救援，確保自身安全。8.4水災(zāi)應(yīng)急處置發(fā)生水災(zāi)時：立即撤離至地勢較高處，向調(diào)度室報告。啟動排水系統(tǒng)，加大排水能力。采取打鉆泄水、注漿堵水等措施控制涌水量。被困人員利用救生器材等待救援，保持體力，發(fā)出求救信號。九、施工監(jiān)測9.1監(jiān)測內(nèi)容與方法頂板離層監(jiān)測：采用頂板離層儀，每30m布置一個監(jiān)測點(diǎn)，監(jiān)測深度10m，每天讀數(shù)一次。圍巖移近量監(jiān)測：采用測桿、測繩進(jìn)行表面位移監(jiān)測，每20m設(shè)置一個監(jiān)測斷面，每個斷面布置5個測點(diǎn)，每小班監(jiān)測一次。應(yīng)力監(jiān)測：在空巷中部布置2個應(yīng)力監(jiān)測點(diǎn)，采用應(yīng)力傳感器監(jiān)測支護(hù)體應(yīng)力變化，每2小時記錄一次數(shù)據(jù)。瓦斯?jié)舛缺O(jiān)測：采用便攜式瓦斯檢測儀，每小時檢測一次，傳感器數(shù)據(jù)實(shí)時傳輸至監(jiān)控中心。9.2監(jiān)測數(shù)據(jù)處理建立監(jiān)測數(shù)據(jù)臺賬，繪制位移-時間曲線、應(yīng)力-時間曲線，分析圍巖變形規(guī)律。當(dāng)監(jiān)測數(shù)據(jù)超過警戒值（頂板下沉速度超過5mm/d，瓦斯?jié)舛瘸^0.6%）時，立即