小巖柱巷道立交施工應(yīng)用

武瑞龍

（貴州發(fā)耳煤業(yè)有限公司，貴州 水城 553017）

發(fā)耳煤礦三采區(qū)30305工作面走向長378 m，傾向長185 m，30305運(yùn)輸順槽開口施工后往切眼方向沿3煤層頂板掘進(jìn)，平均厚度為1.6 m，含夾矸1～2層，夾矸厚0.0～1.4，巖性為灰色泥巖，普氏硬度為2～4。3煤層傾角12～21 °，一般16 °，頂部含一層0～0.4 m厚的泥巖偽頂，遇水易軟化，巖石普氏硬度為f＝2～3。直接頂為厚1～3.5 m的粉砂質(zhì)泥巖，巖石普氏硬度為f＝3～4。老頂為厚7.7～11 m的細(xì)砂巖，水平層理，裂隙發(fā)育，產(chǎn)豐富的植物葉片化石。巖石的普氏硬度為 4～6。3煤層與1煤層層間距11 m。

在30305運(yùn)輸順槽開口后施工穿層段見1煤層后與三采區(qū)集中運(yùn)輸巷貫通，穿層段開口施工30305運(yùn)輸聯(lián)絡(luò)巷與三采區(qū)集中運(yùn)輸巷立交，利用原設(shè)計30305運(yùn)輸聯(lián)絡(luò)巷從30305運(yùn)輸順槽開口，開門點巷道斷面上半部分為煤，下半部分為煤層的底板，為保證30305運(yùn)輸聯(lián)絡(luò)巷與三采區(qū)集中軌道巷順利貫通并滿足輔助運(yùn)輸需要，必須確保30305運(yùn)輸聯(lián)絡(luò)巷為平巷，經(jīng)過開口點、過集中運(yùn)輸巷點、集中軌道巷貫通點高程實測，30305運(yùn)輸聯(lián)絡(luò)巷底板與集中運(yùn)輸巷頂板之間的巖柱太小，只有1.2～2.3 m，見圖1。

圖1 30305運(yùn)輸聯(lián)絡(luò)巷布置平、剖面圖

1 30305運(yùn)輸聯(lián)絡(luò)巷與集中運(yùn)輸巷立交施工方案選擇

30305運(yùn)輸聯(lián)絡(luò)巷與集中運(yùn)輸巷立交施工有兩種方案：從30305運(yùn)輸順槽穿層段開口按原設(shè)計的小巖柱施工及向一采區(qū)＋980 m水平大巷多施工平巷的施工方法。

第一種方案是按原設(shè)計方案與三采區(qū)集中運(yùn)輸巷立交施工。第二種方案是預(yù)先計算出立交巖柱，保證巖柱不少于3 m，然后倒推計算向一采區(qū)＋980 m水平大巷方向多施工平巷，然后施工甩車場與三采區(qū)集中軌道巷貫通，預(yù)計多施工 30 m巷道， 施工工期10 d左右。兩種方案經(jīng)過在技術(shù)、經(jīng)濟(jì)及安全上進(jìn)行對比論證，認(rèn)為第一種方案省工期，不需多施工巷道，且不用施工甩車場巷道，減少運(yùn)輸設(shè)備，有利于巷道的貫通控制。第二種方案多施工巷道，需投入大量的人力、物力。同時，掘進(jìn)施工中需增加材料費(fèi)用約15萬元。所以選擇第一種方案利用原設(shè)計方案與三采區(qū)集中運(yùn)輸巷小巖柱直接立交施工。

2 立交施工工藝

掘進(jìn)期間由于巷道立交，因此，根據(jù)30305運(yùn)輸聯(lián)絡(luò)巷煤層底板巖性特征、立交情況，必須從開口點開始就要按中腰線嚴(yán)格控制巷道的掘進(jìn)方向。到達(dá)拐向點后，也要嚴(yán)格按 3‰坡度掘進(jìn)。巷道拐向后距離集中運(yùn)輸距離只有3 m，就要嚴(yán)格控制裝藥量，減少對巖柱的震動。立交施工過程中，采取措施加強(qiáng)對底板的控制。在施工打眼時，將底眼提高1 000 mm，將裝藥量控制在200 g/孔，減少循環(huán)進(jìn)尺，循環(huán)進(jìn)尺從1.6 m降低到1.0 m左右，過8個循環(huán)立交完全通過集中運(yùn)輸巷后恢復(fù)正常掘進(jìn)。

3 立交施工護(hù)頂技術(shù)

由于立交施工期間，30305運(yùn)輸聯(lián)絡(luò)巷正處于集中運(yùn)輸巷上方，巖柱為1.2～2.3 m，在掘進(jìn)施工期間，由于爆破、耙裝等原因易造成巖柱破碎、松動。為了防止巖柱破碎塌落帶來的冒頂事故，對三采區(qū)集中運(yùn)輸巷立交施工地點前后采用鋼棚支護(hù)，其工藝過程如下：

（1）三采區(qū)集中運(yùn)輸巷架設(shè)工字鋼棚：在巷道掘進(jìn)到立交施工前，根據(jù)巖柱易破碎的情況，在巷道立交點前后各3 m架設(shè)工字鋼對棚。鋼棚采用11# 礦工鋼加工，棚與棚間距為0.8 m，每2架棚采用長×寬×厚＝0.8 m×0.09 m×0.05 m的撐木撐實，首尾各2架棚采用專用鋼棚固定板配合Φ20×1 000 mm錨桿固定于巷道頂幫，幫部各固定1道，頂板固定2 道，采用板材背頂、幫嚴(yán)實。

（2）在巷道掘進(jìn)距離立交施工前3 m，爆破采用增加炮眼、減少裝藥量、放震動炮的方法進(jìn)行施工，對立交地段的留底巖石通過耙裝及風(fēng)鎬施工的方法嚴(yán)格控制對底板的破壞，并將底板刨平、順好。

4 結(jié)論

（1）施工完成后，集中運(yùn)輸巷工字鋼棚及頂板無明顯下沉變形，說明立交處已形成一個穩(wěn)固，穩(wěn)定性好。

（2）采用架設(shè)工字鋼棚及放炮控制技術(shù)，使巖柱保持穩(wěn)定，未與集中運(yùn)輸巷貫通，保證了礦井通風(fēng)系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠。

（3）此種方法簡單易行，方便操作，利于現(xiàn)場施工。

（4）經(jīng)過實踐，此種方法可有效解決巖柱小立交巷道的問題。采用架設(shè)工字鋼棚及放炮控制過小巖柱立交是可行的。

5 需要注意的問題

（1）工字鋼棚長度、位置科學(xué)確定，必須借助測量人員精確確定架設(shè)工字鋼棚的位置，使鋼梁能夠發(fā)揮真正的作用。

（2）各施工過程必須以立交施工為重點，施工質(zhì)量必須優(yōu)良。

（3）耙裝機(jī)挪移不準(zhǔn)在立交處施工，耙裝時輕耙、少耙，減少對巷道底板的破壞。

6 經(jīng)濟(jì)效益分析

少掘12.7 m2巷道30 m，節(jié)約資金15萬元，節(jié)省工期10 d，經(jīng)濟(jì)和社會效益顯著。

30305運(yùn)輸聯(lián)絡(luò)巷采取小巖柱立交施工工藝順利形成，節(jié)省了工期，節(jié)約了資金。采取架棚和放炮控制護(hù)頂、保底，防止了冒頂事故的發(fā)生，保證了掘進(jìn)期間的安全。本次小巖柱立交施工順利掘進(jìn)巷道為類似條件下的巷道施工提供了借鑒經(jīng)驗。