馬蘭礦立交過(guò)空巷加固支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用

成建國(guó)

(西山煤電集團(tuán) 基建處，山西 太原 030053)

·技術(shù)經(jīng)驗(yàn)·

馬蘭礦立交過(guò)空巷加固支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用

成建國(guó)

(西山煤電集團(tuán) 基建處，山西 太原 030053)

西山煤電集團(tuán)馬蘭礦施工的南八軌道運(yùn)輸大巷服務(wù)于南八采區(qū)，由于所處巷道頂板松軟圍巖破碎，頂板壓力顯現(xiàn)、離層變形嚴(yán)重，給施工帶來(lái)了很多困難，針對(duì)上述情況，馬蘭礦采用過(guò)空巷段錨網(wǎng)噴+錨索+鋼拱架聯(lián)合支護(hù)的加固方案，較好地控制了巷道圍巖的變形，解決了頂板破碎、巷道壓力大給貫通施工帶來(lái)的困難，取得了良好的支護(hù)效果，確保了施工安全，并保證了以后的使用，為礦井以后類(lèi)似條件下近間距交叉巷道的施工提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。

立交；過(guò)空巷；加固支護(hù)

1 概 況

西山煤電集團(tuán)公司馬蘭礦施工的南八軌道運(yùn)輸大巷服務(wù)于南八采區(qū)，當(dāng)施工至里程605.4～615.7 m時(shí)，從12511軌道巷運(yùn)輸聯(lián)巷下方通過(guò)，垂直實(shí)體間隔為2.8 m.施工至里程622.7～627.0 m時(shí)，從12511回風(fēng)聯(lián)巷下方通過(guò)，垂直實(shí)體間隔為0.8 m，且巷道里程606 m、622 m、625 m處頂板分別見(jiàn)落差2.5 m、0.5 m、1.8 m的正斷層，3條正斷層均位于過(guò)空巷段，由于所處巷道頂板松軟圍巖破碎，頂板壓力顯現(xiàn)、離層變形嚴(yán)重，給施工帶來(lái)了很多困難。針對(duì)上述情況，馬蘭礦采用過(guò)空巷段錨網(wǎng)噴+錨索+鋼拱架聯(lián)合支護(hù)的加固方案。巷道掘進(jìn)沒(méi)有影響上方巷道，安全通過(guò)了近間距交叉巷道，并保證了以后的使用效果。

南八軌道運(yùn)輸大巷為半圓拱形斷面，掘進(jìn)尺寸為凈寬6 300 mm,墻高2 300 mm，噴漿厚度100 mm，噴砼強(qiáng)度為C20. 南八軌道運(yùn)輸大巷與立交空巷位置平面圖見(jiàn)圖1.

圖1 南八軌道運(yùn)輸大巷與立交空巷位置平面圖

2 加固方案及支護(hù)設(shè)計(jì)

2.1 加固方案

1) 里程605.4～615.7 m段。

當(dāng)施工至里程605.4～615.7 m段時(shí)，將從12511軌道巷運(yùn)輸聯(lián)巷下方穿過(guò)，實(shí)體間隔為2.8 m，且606 m處有1處2.5 m的正斷層，圍巖破碎。巷道掘進(jìn)時(shí)采用小循環(huán)爆破作業(yè)，短掘短支，循環(huán)進(jìn)度0.6 m. 巷道斷面尺寸變?yōu)閮魧?.3 m，墻高2.3 m，拱高3.1 m.

此段巷道支護(hù)方案為錨網(wǎng)噴+錨索+鋼拱架聯(lián)合支護(hù)，錨索和拱架排距都為600 mm. 具體為:正頂采用2 000 mm錨桿支護(hù)，兩側(cè)使用5 200 mm錨索支護(hù)；拱架間距600 mm(中對(duì)中)，共計(jì)架拱16架，且為有腿拱架。首先架設(shè)半圓拱，半圓拱采用d20 mm×2 000 mm錨桿進(jìn)行固定并噴砼，待出碴后，再進(jìn)行安裝拱腿。架拱噴砼完成后，必須保證巷道凈寬6 m，凈高5.3 m. 最大最小空頂距：放炮后，錨索距迎頭最小距離不超過(guò)200 mm，最大距離不超過(guò)800 mm；拱架必須及時(shí)支設(shè)，距巷道最小距離不超過(guò)500 mm，最大距離不超過(guò)1 100 mm. 架拱巷道支護(hù)斷面圖見(jiàn)圖2.

圖2 架拱巷道支護(hù)斷面圖

2) 里程615.7～622.7 m段。

當(dāng)施工至里程615.7～622.7 m段時(shí)，里程622 m處有1條0.5 m的正斷層，圍巖破碎。巷道掘進(jìn)時(shí)采用小循環(huán)爆破，短掘短支，循環(huán)進(jìn)度0.8 m，期間嚴(yán)格執(zhí)行敲幫問(wèn)頂，并密切注意頂板巖性。

3) 里程622.7～627.0 m段。

當(dāng)施工至里程622.7～627.0 m時(shí)，將從12511回風(fēng)聯(lián)巷下方穿過(guò)，由于垂直實(shí)體為0.8 m，巷道頂部將與12511回風(fēng)聯(lián)巷底部貫通，具體方案為：

施工至里程620 m時(shí)，在南八軌道運(yùn)輸大巷巷道頂部用探水鉆斜打探水孔至12511回風(fēng)聯(lián)巷，將12511回風(fēng)聯(lián)巷巷道積水排至南八軌道運(yùn)輸大巷，確認(rèn)積水對(duì)施工無(wú)影響后再施工掘進(jìn)，采用小循環(huán)掘進(jìn)，循環(huán)進(jìn)度0.8 m，并放小炮與12511回風(fēng)聯(lián)巷貫通。由于12511回風(fēng)聯(lián)巷周?chē)鷰r性破碎，且12511回風(fēng)聯(lián)巷存在時(shí)間長(zhǎng)，局部支護(hù)失效，為加強(qiáng)貫通處頂板安全，防止空頂作業(yè)，特需對(duì)12511回風(fēng)聯(lián)巷重新支護(hù)。貫通小口后，通過(guò)貫通處將支護(hù)材料運(yùn)送至12511回風(fēng)聯(lián)巷，對(duì)貫通處前后10 m進(jìn)行全錨索加掛鋼筋網(wǎng)、噴砼支護(hù)。必須將12511回風(fēng)聯(lián)巷網(wǎng)兜處理完畢后，再重新聯(lián)網(wǎng)支護(hù)，支護(hù)采用每米頂部5根錨索，兩幫各2根錨索，并加強(qiáng)支護(hù)處噴砼封閉。錨索規(guī)格為：d21.6 mm×5 200 mm，間排距1 000 mm×1 000 mm，噴砼厚度100 mm，規(guī)格C20. 12511回風(fēng)巷聯(lián)巷加強(qiáng)支護(hù)圖見(jiàn)圖3.

圖3 12511回風(fēng)聯(lián)巷加強(qiáng)支護(hù)圖

當(dāng)對(duì)12511回風(fēng)聯(lián)巷加強(qiáng)支護(hù)完畢，巷道往前掘進(jìn)至637 m處后，再返回貫通處人工假頂施工，假頂長(zhǎng)5 m.假頂施工具體方案為：

a) 在貫通處12511回風(fēng)聯(lián)巷底部人工挖11#工字鋼基礎(chǔ)，個(gè)數(shù)2個(gè)，基礎(chǔ)規(guī)格為：長(zhǎng)5 m×深1 m×寬0.8 m. 基礎(chǔ)挖好后，用混凝土進(jìn)行澆筑，厚度400 mm，規(guī)格：C20. 澆筑后必須保證巷道施工完成后凈寬6 m，凈高5.4 m.

b) 頂部鋪礦用11#工字鋼，工字鋼長(zhǎng)7.5 m，間距100 mm排列(邊-邊距離)，在安放工字鋼時(shí)，必須保證工字鋼兩端各超出南八軌道運(yùn)輸大巷巷道700 mm.

c) 在工字鋼底部支模，并鋪鋼筋網(wǎng)，鋼筋網(wǎng)用雙股8#鐵絲固定，噴砼100 mm厚度。

d) 在工字鋼頂部同樣用雙股8#鐵絲固定一層鋼筋網(wǎng)，混凝土澆筑200 mm，然后再掛一層鋼筋網(wǎng)，用混凝土澆筑300 mm，共計(jì)澆筑厚度500 mm. 施工完成后確保矩形巷道凈高5.4 m. 混凝土規(guī)格C20.

e) 施工假頂時(shí)，在南八軌道運(yùn)輸大巷巷道左右兩端頂部預(yù)留2個(gè)泄水孔，用噴漿管做泄水管，連接12511回風(fēng)聯(lián)巷和南八軌道運(yùn)輸大巷巷道水溝，用于對(duì)12511回風(fēng)聯(lián)巷積水的處理。噴漿管在墻壁噴砼施工時(shí)一并噴入墻壁內(nèi)，保證巷道凈寬6 m.

南八軌道運(yùn)輸大巷通過(guò)12511回風(fēng)聯(lián)巷段，兩幫支護(hù)方式為：兩幫各多開(kāi)挖100 mm，驗(yàn)收合格后按規(guī)程規(guī)定進(jìn)行永久支護(hù)(鋼筋網(wǎng)+錨桿)，間排距800 mm×800 mm，兩幫噴砼厚度各200 mm. 施工完成后確保矩形巷道凈寬6 m，凈高5.3 m. 假頂施工斷面圖見(jiàn)圖4.

圖4 假頂施工斷面圖

2.2 安全技術(shù)措施

1) 進(jìn)入貫通段10 m以內(nèi)時(shí)，隨時(shí)觀察貫通處的支護(hù)情況，并對(duì)被貫通巷道加強(qiáng)支護(hù)。

2) 進(jìn)入貫通范圍后，必須核實(shí)巷道迎頭里程、當(dāng)班進(jìn)尺及剩余工程量，并向有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)及時(shí)匯報(bào)。

3) 距貫通5.0 m以內(nèi)時(shí)，采用長(zhǎng)探短掘的方法進(jìn)行施工，打探眼與回風(fēng)聯(lián)巷打透，確定貫通位置是否合適，采用0.8 m的循環(huán)掘進(jìn)。

4) 剩余5 m時(shí)，必須提前通知通風(fēng)區(qū)，做好風(fēng)量調(diào)節(jié)設(shè)施；貫通后，停止巷道內(nèi)作業(yè)，待通風(fēng)區(qū)調(diào)整好通風(fēng)系統(tǒng)后方可繼續(xù)作業(yè)。

5) 巷道貫通除嚴(yán)格執(zhí)行上述規(guī)定外，還必須嚴(yán)格執(zhí)行《煤礦安全規(guī)程》中第108條有關(guān)規(guī)定。

6) 貫通時(shí)警戒的布置：放炮前，必須兩人一組，在12511軌道巷運(yùn)輸聯(lián)巷、12511回風(fēng)聯(lián)巷和南八軌道運(yùn)輸大巷通往放炮地點(diǎn)的所有通道口處設(shè)置警戒，警戒設(shè)好后，警戒人員帶領(lǐng)各個(gè)地點(diǎn)的作業(yè)人員撤離至爆破地點(diǎn)附近，在警戒線拉上繩子、并掛上寫(xiě)有“放炮警戒”的警戒牌。警戒人員未放好警戒或警戒附近作業(yè)人員未拉繩嚴(yán)禁爆破作業(yè)，爆破作業(yè)完成后所有人員30 min后方可進(jìn)入工作面作業(yè)，放警戒的同時(shí)，必須切斷工作面所有電氣設(shè)備的電源，將開(kāi)關(guān)手把打到零位。

7) 所有施工人員必須持證上崗，施工遇到問(wèn)題必須及時(shí)進(jìn)行匯報(bào)和處理，確認(rèn)安全后方可施工。

3 工程實(shí)踐效果

為驗(yàn)證支護(hù)效果，在聯(lián)合支護(hù)巷道里程 615 m、620 m、625 m設(shè)置了3處觀測(cè)點(diǎn)，采用鋼尺收斂?jī)x監(jiān)測(cè)頂板下沉量及兩幫收斂值。通過(guò)收集4個(gè)月的觀測(cè)數(shù)據(jù)表明，南八軌道大巷這3處聯(lián)合支護(hù)段巷道穩(wěn)定，頂?shù)装寮皟蓭鸵七M(jìn)量很小，統(tǒng)計(jì)兩幫移進(jìn)不超過(guò)10 mm，頂板下沉20 mm以內(nèi)，無(wú)底鼓，巷道圍巖處于穩(wěn)定狀態(tài)，巷道的變形得到了有效控制，達(dá)到了良好的支護(hù)效果。

4 結(jié) 論

近間距立交過(guò)空巷掘進(jìn)施工，根據(jù)圍巖及地壓顯現(xiàn)的變化，合理地選擇支護(hù)方式和支護(hù)參數(shù)就能達(dá)到理想的支護(hù)效果。馬蘭礦施工的南八軌道運(yùn)輸大巷，在上覆巷道近間距，周?chē)鷩鷰r松軟破碎，且伴有構(gòu)造情況下，合理采用過(guò)空巷段錨網(wǎng)噴+錨索+鋼拱架聯(lián)合支護(hù)的加固方案，較好地控制了巷道圍巖的變形，解決了頂板破碎、巷道壓力大給貫通施工帶來(lái)的難題，避免了二次支護(hù)施工，取得了良好的支護(hù)效果，確保了施工安全，為礦井以后類(lèi)似條件下的施工提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。

[1] 東兆星，劉 剛.井巷工程[M].第3版.徐州：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社，2013:55-59.

[2] 朱育超，宋海兵.煤炭科技[M].徐州：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社，2015：67-68.

[3] 石樹(shù)理.巷道支護(hù)[M].北京：中國(guó)勞動(dòng)出版社，2013：23-27.

ApplicationofStrengtheningSupportTechnologyonInterchangeCrossingGoafinMalanCoalMine

CHENGJianguo

Due to the crushing of the soft surrounding rock and the roof itself, the construction of the South 8th Rail Roadway for underground transportation faces many difficulties. In view of the above situation, the consolidation for the roadway in Malan coalmine is carried out by the combination of bolt net and spraying plus anchor cable plus the steel-made arch. The deformation of the surrounding rock is well controlled, and the problem caused by crushing roof and tunnel pressure have been largely resolved, good supporting effect achieved, the construction safety guaranteed, which also provides valuable experience for the construction of similar cases.

Interchange; Crossing goaf; Reinforcement support

TD353

：B

：1672-0652(2017)07-0043-03

2017-04-22

成建國(guó)(1980—)，男，甘肅秦安人，2011年畢業(yè)于太原理工大學(xué)，助理工程師，主要從事煤礦礦建工程的施工管理和造價(jià)管理工作(E-mail)xsmdcjg@163.com