大斷面馬頭門支護施工技術(shù)

魏 烈 昌

(中煤科工集團南京設(shè)計研究院有限公司，江蘇 南京 210031)

大斷面馬頭門支護施工技術(shù)

魏 烈 昌

(中煤科工集團南京設(shè)計研究院有限公司，江蘇 南京 210031)

以具體工程為例，分析了軟弱～半堅硬巖層中大斷面馬頭門的圍巖巖性，研究了大斷面馬頭門支護的重難點，提出了采用錨網(wǎng)噴+錨索一次支護，鋼筋混凝土砌碹二次支護的支護體系，并闡述了施工的注意事項，實踐表明該支護體系取得了良好的施工效果。

大斷面馬頭門，錨網(wǎng)噴，錨索，支護

馬頭門是豎井井筒與井底車場的連接處，是設(shè)備、礦石及材料、人員的轉(zhuǎn)運點。根據(jù)車場的通過能力，馬頭門一般具有斷面較大、支護結(jié)構(gòu)復(fù)雜、施工困難的特點。馬頭門是整個煤礦的咽喉工程，其施工質(zhì)量關(guān)系到將來整個煤礦的生產(chǎn)狀況。內(nèi)蒙古伊泰廣聯(lián)煤化有限責(zé)任公司紅慶河礦井副井在-683.000 m(馬頭門底板)處設(shè)有馬頭門，所處地層為侏羅系中—下統(tǒng)延安組，此地層主要由泥巖、砂質(zhì)泥巖、砂巖和煤層組成。延安組各類巖石自然狀態(tài)下抗壓強度值在4.0 MPa～51.3 MPa之間，屬于軟弱巖類～半堅硬巖類；巖石抗壓強度較低，在自然狀態(tài)下巖體及巖石保持一定的原始強度，如果受到井筒開挖時人工和機械的擾動，以及地下水的侵蝕，巖體(石)強度就會大大的降低，產(chǎn)生溶水崩解，失水后，易干裂破碎。此地層的巖性進一步給馬頭門支護施工增加了難度。

為了解決這一工程難題，根據(jù)本礦井地質(zhì)資料，結(jié)合周圍已施工礦井的施工經(jīng)驗，本馬頭門采用錨網(wǎng)噴+錨索一次支護，鋼筋混凝土砌碹二次支護的支護體系，收到較好的效果。

1 馬頭門斷面及圍巖巖性

此馬頭門開挖斷面為直墻半圓拱+反底拱結(jié)構(gòu)，見圖1。

根據(jù)副井檢孔2資料，馬頭門斷面內(nèi)圍巖巖石力學(xué)特性如表1所示。

表1 圍巖巖石力學(xué)特性

馬頭門頂板為砂質(zhì)泥巖，底板為砂質(zhì)泥巖和粉砂巖互層結(jié)構(gòu)，斷面內(nèi)大部分位于煤層(層厚6.79 m)和泥巖中。侏羅系中統(tǒng)安定組～直羅組隔水層隔水性能良好，隔斷了煤系地層延安組與上部非煤系地層的水力聯(lián)系；煤層底部隔水層隔水性能較好，基本隔斷了第Ⅱ、第Ⅲ含水巖組之間的水力聯(lián)系。雖然馬頭門斷面內(nèi)為軟弱巖類～半堅硬巖類，但是各巖層富水性均為弱，此水文地質(zhì)條件對大斷面馬頭門的開挖、支護是有利的。

2 掘進

馬頭門與井筒同時自上而下分層施工，短段掘砌，掘進高度為2.0 m～3.0 m，可根據(jù)現(xiàn)場具體施工情況適當(dāng)調(diào)整。

3 支護

井筒與馬頭門連接段及馬頭門段均采用復(fù)合支護，在硐室開挖后立即采用錨網(wǎng)噴(噴厚100 mm) 及錨索進行一次支護，穩(wěn)定后及時采取鋼筋混凝土砌碹二次支護。

1)錨桿：打錨桿掛鋼筋網(wǎng)順序為先頂后幫，先上后下。錨桿桿體為螺紋鋼筋，其屈服強度不小于335 MPa，抗拉強度不小于380 MPa，錨固力不小于80 kN。布置方式為菱形布置,錨桿外露100 mm，托盤選用Q235型鋼規(guī)格150 mm×150 mm×8 mm；各斷面頂板、幫部錨桿型號φ22×2 500 mm，錨固劑型號MSCK23/60，錨桿采用端頭錨固方式，每根錨桿配1根錨固劑。

2)鋼筋網(wǎng)：鋼筋網(wǎng)采用φ6 mm鋼筋焊接，網(wǎng)格間排距100 mm×100 mm。

3)錨索：錨索規(guī)格為φ15.24鋼絞線，抗拉強度1 860 MPa，錨固力不小于120 kN,錨索型號φ15.24×7 500 mm，托盤采用Q235鋼規(guī)格280 mm×280 mm×20 mm；外露100 mm。錨索隨碼頭門巷道開挖及時跟進。

4)混凝土砌碹：混凝土標號CF70，添加鋼纖維，鋼纖維混凝土的配制、檢驗、施工應(yīng)符合相關(guān)的行業(yè)規(guī)范?；炷磷韵露戏侄螡仓詈鬂仓吹坠?。

馬頭門支護體系示意圖如圖2所示。

4 注意事項及施工效果

由于本井筒為凍結(jié)法施工，錨桿、錨索安裝位置應(yīng)根據(jù)凍結(jié)管實際偏斜位置進行定位，采取措施避開凍結(jié)管，必須保證錨桿錨索施工不得破壞凍結(jié)管。施工過程中須對錨桿間排距、錨固質(zhì)量、鋼筋網(wǎng)設(shè)置及錨索的安裝把好關(guān)，嚴格按照施工流程操作。

馬頭門建成后收斂很小，巷道內(nèi)表面效果良好；采用錨網(wǎng)噴+錨索一次支護，鋼筋混凝土砌碹二次支護的支護體系較好的解決了大斷面馬頭門在軟弱～半堅硬巖層中的支護難題，取得了較好的技術(shù)經(jīng)濟效果，為今后大斷面馬頭門施工提供了經(jīng)驗。

[1] 戴洪波,溫洪志.大斷面馬頭門整體施工技術(shù)[J].煤炭工程,2013(3)：35-36，40.

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[3] 劉 剛.井巷工程[M].徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社,2005.

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On construction technique for large-section horse-head ingate support

Wei Liechang

(ChinaCoalTechnology&EngineeringGroupNanjingDesign&ResearchInstituteCo.,Ltd,Nanjing210031,China)

Taking some projects as the example, the paper analyzes the surrounding rock properties of the large-section horse-head ingate of weak and half-hard rock stratum, researches the difficulties and main points for the large-section horse-head ingate support, points out the support system with bolt-mesh-spray + anchor cable first support and reinforced concrete masonry-lining second support, illustrates the precautions in the construction, and proves the support system achieves better construction effect.

large-section horse-head ingate, bolt-mesh-spray, anchor cable, support

2015-05-27

魏烈昌(1986- )，男，碩士，助理工程師

1009-6825(2015)22-0096-02

TD262

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