近距離立交巷道加強(qiáng)支護(hù)方案研究

李自剛

（北京天地華泰礦業(yè)管理股份有限公司，北京 100013）

為減少資源浪費(fèi)和提高開(kāi)采效率，井工開(kāi)采過(guò)程中近距離立交式巷道是常用的布置方式。巷道圍巖穩(wěn)定性是立交巷道備受關(guān)注的問(wèn)題。立交巷道掘進(jìn)時(shí)，巷道圍巖應(yīng)力分布發(fā)生改變，常規(guī)的支護(hù)設(shè)計(jì)無(wú)法滿足巷道圍巖穩(wěn)定，所以合理的加強(qiáng)支護(hù)設(shè)計(jì)十分必要。

1 工程概況

銀星二號(hào)煤礦在10#煤層內(nèi)布置有多個(gè)綜采工作面。10#煤層平均厚2.87m，煤層傾角5°～24°，全區(qū)穩(wěn)定可采。根據(jù)已有勘探結(jié)果，10#煤層偽頂為砂質(zhì)泥巖，均厚0.3m，隨煤層的開(kāi)采冒落；直接頂為灰黑色粉砂巖，夾薄層泥巖，均厚2.38m；基本頂為粗砂巖，夾薄層細(xì)砂巖，巨厚層狀，均厚為15.7m。

10#煤層的開(kāi)拓巷道為斜井，斜井與各工作面回采巷道采用車場(chǎng)連接。因斜井與回采巷道層位不同，掘進(jìn)回采巷道時(shí)會(huì)形成立交巷道。1131003工作面皮帶順槽開(kāi)掘至中車場(chǎng)位置時(shí)，兩條巷道最近垂距只有2.6m，兩條巷道在該位置均位于10#煤層基本頂粗砂巖中。巷道立交示意圖如圖1所示。

圖1 立交巷道示意圖

2 加強(qiáng)支護(hù)設(shè)計(jì)

施工工作面皮帶順槽至中車場(chǎng)位置附近時(shí)，中車場(chǎng)可能出現(xiàn)頂板冒落、巷道變形等現(xiàn)象，可能導(dǎo)致工作面皮帶順槽巷道底板變形，從而影響綜掘安全。為保證施工安全及巷道的使用安全，需對(duì)巷道立交位置進(jìn)行加強(qiáng)支護(hù)。

2.1 中車場(chǎng)巷道加強(qiáng)支護(hù)設(shè)計(jì)

中車場(chǎng)為直墻半拱形巷道，巷道寬度為5m，墻高2.2m。中車場(chǎng)原有支護(hù)為普通錨桿支護(hù)，間排距為1200×1200mm。

工作面皮帶順槽掘進(jìn)位置至立交點(diǎn)80m時(shí)，對(duì)中車場(chǎng)立交點(diǎn)15m范圍內(nèi)采用“錨網(wǎng)+U型鋼棚+臨時(shí)木垛”加強(qiáng)支護(hù)（如圖2所示）。具體參數(shù)如下：

圖2 立交巷道加強(qiáng)支護(hù)區(qū)域示意圖

（1）錨網(wǎng)。對(duì)中車場(chǎng)加強(qiáng)支護(hù)區(qū)巷道拱脊線以上打設(shè)錨桿、網(wǎng)，錨桿間排距800×1200mm，加強(qiáng)支護(hù)的錨桿在巷道走向上位于原有支護(hù)錨桿兩排之間。采用Ф20×2200mm左旋無(wú)縱筋錨桿，每根錨桿使用一卷MSK-2370型錨固劑。錨桿錨固力不小于80kN，扭矩力100N·m，托盤(pán)為長(zhǎng)×寬×厚=120×120×10mm蝶形托盤(pán)。鋪設(shè)雙層網(wǎng)片，網(wǎng)片采用Ф6.5mm鋼筋網(wǎng)片，網(wǎng)格100×100mm。

（2）U型鋼棚。在中車場(chǎng)加強(qiáng)支護(hù)區(qū)內(nèi)布置型號(hào)為29的U型鋼棚加強(qiáng)支護(hù)，U型鋼支架棚距1000mm，自加強(qiáng)支護(hù)區(qū)中部向兩側(cè)布置。

（3）木垛。在中車場(chǎng)加強(qiáng)支護(hù)區(qū)內(nèi)使用長(zhǎng)2000mm×寬200mm×厚200mm方木呈“#”字型加設(shè)臨時(shí)木垛4個(gè)。木垛間距300mm，木垛布置在加強(qiáng)支護(hù)區(qū)中央。綜掘機(jī)穿過(guò)立交15m范圍后拆除木垛。

2.2 工作面皮帶順槽加強(qiáng)支護(hù)設(shè)計(jì)

工作面皮帶順槽掘進(jìn)時(shí)影響中車場(chǎng)立交區(qū)域的穩(wěn)定。掘進(jìn)機(jī)通過(guò)立交區(qū)域后，掘進(jìn)巷道的穩(wěn)定性同樣值得關(guān)注。已有案例表明，立交巷道掘進(jìn)后，掘進(jìn)巷道底板容易產(chǎn)生巷道底鼓等變形現(xiàn)象，影響回采期間的安全和正常使用，因此需要對(duì)工作面皮帶順槽立交區(qū)域段進(jìn)行加強(qiáng)支護(hù)。工作面皮帶順槽掘進(jìn)通過(guò)立交區(qū)域后，對(duì)工作面皮帶順槽立交點(diǎn)底板10m范圍內(nèi)加固，采用工字鋼鋪設(shè)和砼底板硬化。具體參數(shù)為：

（1）在皮帶順槽底板以立交點(diǎn)為中心沿巷道走向鋪設(shè)一排11#工字鋼，每道工字鋼長(zhǎng)10m，每道工字鋼間距0.5m。

（2）對(duì)工作鋼鋪設(shè)范圍巷道底板進(jìn)行砼底板硬化，混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C25，厚度為400mm。

3 加強(qiáng)支護(hù)效果

為分析立交段巷道的加強(qiáng)支護(hù)效果，對(duì)掘進(jìn)機(jī)施工立交區(qū)域前后的巷道變形進(jìn)行了監(jiān)測(cè)。結(jié)果表明：1131003皮帶順槽掘進(jìn)至立交點(diǎn)位置時(shí)，立交區(qū)域的中部車場(chǎng)巷道頂?shù)装謇塾?jì)最大移近量?jī)H為6mm，巷道無(wú)破壞，1131003皮帶順槽無(wú)底鼓現(xiàn)象，加強(qiáng)支護(hù)措施后，能保證掘進(jìn)施工的順利進(jìn)行。目前，1131003工作面已回采完畢，立交段的皮帶順槽和中車場(chǎng)均無(wú)異常，加強(qiáng)支護(hù)取得了較好的效果。