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背景资料
某矿建施工单位承担了一煤矿主要运输巷道的施工任务,巷道设计为直墙半圆拱 形断面,净宽 4.5m、净高 4.2m,总长度 1800m。地质资料显示巷道围岩为中等稳定的 砂页岩层,预计 800m 处会穿越 10m 左右的断层带,该区域水文地质条件不明。巷道采 用锚喷支护,锚杆长度 1.8m,间排距 0.8m×0.8m,每断面布置 13 根,单个树脂药卷 锚固;喷射混凝土厚度 100mm,强度等级 C20;穿越断层段增设金属网和 U 型钢支架, 金属网为网格 150mm×150mm,钢丝直径 8mm;U 型钢架设间距 0.8m。
施工项目部编制的该巷道施工技术措施显示,巷道采用钻眼爆破施工方法,多台 气腿式凿岩机打眼,耙斗装载机出渣,矿车、电机车运输。炮眼深度 1.6m,循环进尺 1.5m,每日 3 班,两掘一支,临时支护仅打拱部锚杆(每断面 7 根)和喷浆 50mm;永 久支护完成剩余的锚杆和喷射混凝土作业。过断层采用短掘短支方法通过。技术措施报 施工单位审批时,总工程师提出工作面设备选型和炮眼深度不合理,过断层措施不完 整,要求进行整改。项目部根据审核意见完善了该巷道的施工技术措施。
巷道掘进接近断层位置时,项目部按规定提前安排进行了探放水作业,探水结果 显示该断层出水量较小,对掘进工作无威胁。工作面揭露断层后发现围岩破碎严重,项 目部决定采用正台阶工作面施工法,开挖后立即进行锚喷网支护,每次进尺达到 3.0m 后架设 U 型钢。但在上分层风镐开挖时发生了冒顶事故,导致发生 1 人重伤、2 人轻伤 的安全事故。
巷道竣工验收前,建设单位组织对该巷道的支护质量进行了检查,监理工程师检 查了该巷道断面规格的工序验收资料,显示全部合格。现场巷道断面检查随机抽查的 1
个断面实测数据结果如表 1 所示。
表 1 锚喷支护段巷道断面规格实测结果
注:该巷道道碴高度为 200mm。
问题
1.该巷道凿岩和装岩宜选用哪种设备?合理的炮眼深度应该取多少?
2.巷道过断层进行探放水作业,探水孔应当如何布置?
3.为避免发生冒顶事故,工作面支护可采用哪种方法或技术措施?
4.针对发生的冒顶事故,施工单位应急处理要求包括哪些?
5.现场抽查的锚喷支护段巷道断面规格质量是否合格?说明理由。
参考答案:↓
解析:
1.该巷道断面较大,围岩条件中等,适宜采用机械化装备配套进行快速掘进,凿 岩设备宜选用凿岩台车,装岩设备宜选用侧卸式装岩机。考虑与凿岩设备的配套,合理 的炮眼深度应该取 1.8~3.0m。
2.巷道掘进时,在地面无法查明水文地质条件时,应当在采掘前采用物探、钻探 或者化探等方法查清采掘工作面及其周围的水文地质条件。接近导水断层时必须进行探放水,探放水钻孔布置应当遵循相关规定,探放断裂构造水和岩溶水等时,探水钻孔应 沿掘进方向的正前方及含水体方向呈扇形布置,钻孔不得少于 3 个,其中含水体方向的钻孔不得少于 2 个。
3.针对断层破碎带,为避免发生冒顶事故,工作面支护可采用的方法或技术措 施包括:① 采取前探支护;② 采用超前支护(超前锚杆或管棚);③ 采用联合支护;
④ 采用注浆加固技术措施。
4.针对发生的冒顶事故,施工单位应急处理要求包括:
(1)事故现场有关人员应当立即报告本单位负责人;负责人接到报告后,应当于 1h 内报告事故发生地县级以上人民政府矿山安全监管部门。
(2)事故发生单位负责人接到事故报告后,应立即启动事故相应应急预案,或者 采取有效措施,组织抢救。
(3)事故发生后,应当妥善保护事故现场以及相关证据。
5.现场抽查的锚喷支护段巷道为主要运输巷道,检查项目断面规格的允许偏差 净宽是从中线至任一帮距离,净高是腰线至顶底板的距离。根据检查数据,净宽中线 至左帮的距离最小值是 2280mm,至右帮的距离最小值是 2230mm,这样断面净宽是 4510mm,其中 2230mm 小于设计净宽的一半 2250mm,偏差 -20mm 不符合允许偏差(0~150mm)规定;
净高腰线至顶板的距离是 2215mm,至底板的距离是 2205mm,去 掉道碴高度 200mm,断面净高是 4220mm,但其中 2215mm 小于腰线至顶板距离的设计 值 2250mm,偏差 -35mm 也不符合允许偏差(0~150mm)规定。因此该段巷道规格质 量不合格。