平面交叉巷道施工工藝及支護(hù)技術(shù)實(shí)踐

劉 廷

（潞安環(huán)能股份有限公司漳村煤礦，山西 長(zhǎng)治 046032）

1 工程概況

山西潞安環(huán)能股份有限公司漳村煤礦的480m水平開(kāi)采二疊系下統(tǒng)山西組下部的3 號(hào)煤層，煤層賦存穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，煤層平均厚度5.8m，煤層埋深500～517m。

480m 水平皮帶巷Ⅲ段（簡(jiǎn)稱(chēng)下巷）延伸掘進(jìn)施工需穿越已成巷的26 回風(fēng)巷Ⅱ段（簡(jiǎn)稱(chēng)上巷），要求皮帶大巷底板平緩，且不得出現(xiàn)破底工程，因此需要尋找既能滿(mǎn)足下巷層位不變又能滿(mǎn)足兩巷不得出現(xiàn)平面貫通的解決方法。具體位置關(guān)系如圖1所示。

上巷布置在下巷正西側(cè)41.2m，兩巷夾角86°。上巷沿頂布置，巷道斷面寬×高為5.4m×4.0m，下巷沿底布置，巷道斷面寬×高為5.4m×4.0m。

2 施工方案

2.1 挑頂人工建筑巷道

上巷挑頂人工建筑巷道，范圍25m，見(jiàn)圖2。上巷被下巷延伸段穿越8m 范圍人工建筑巷道，施工示意圖見(jiàn)圖3。交叉段上、下巷道斷面寬×高均為5.4m×3.5m，斷面積為18.9m2。

圖1 480 皮帶巷Ⅲ段延伸巷平面布置

圖2 26 回風(fēng)巷Ⅱ段挑頂剖面

2.2 上巷錨網(wǎng)索支護(hù)參數(shù)

上巷挑頂后采用錨網(wǎng)索聯(lián)合支護(hù)。施工中線(xiàn)與上巷掘進(jìn)期間中線(xiàn)一致；施工腰線(xiàn)：由南向北以13°01′10″上山挑頂施工7m，然后以0°腰線(xiàn)挑頂施工8m，最后以15°59′35″下山挑頂施工10m 至上巷原巷頂板層位后到位。

2.2.1 臨時(shí)支護(hù)

（1）頂板臨時(shí)支護(hù)。使用3 根1.3m 長(zhǎng)的8#槽鋼，用螺帽固定在前一排頂錨桿上，配合剎桿進(jìn)行臨時(shí)支護(hù)。

（2）迎面墻體臨時(shí)支護(hù)。挑頂高度超過(guò)1.5m時(shí)打設(shè)3 根玻璃鋼錨桿，配合剎桿進(jìn)行臨時(shí)支護(hù)。挑頂高度不足1.5m 時(shí)迎面墻體掛金屬網(wǎng)進(jìn)行臨時(shí)支護(hù)。

（3）兩幫各采用一根帶孔的1.2～1.5m 長(zhǎng)8#槽鋼用螺帽固定在前一排幫上部錨桿上配合剎桿進(jìn)行臨時(shí)管理。上部錨桿打設(shè)掛金屬網(wǎng)臨時(shí)支護(hù)后不再采用槽鋼支護(hù)[1]。

圖3 巷道交叉段施工示意

2.2.2 支護(hù)參數(shù)

錨 桿 規(guī) 格： 頂、 幫 均 采 用500#高 強(qiáng)度Ф22-M24-2400mm 螺 紋 鋼 錨 桿， 間 排 距950mm×1000mm，采用一支K2335 和一支Z2360樹(shù)脂藥卷錨固，設(shè)計(jì)錨固力不低于190kN。全部垂直煤巖面打設(shè)，允許有5°偏差。

兩幫新揭露的墻體上金屬網(wǎng)打設(shè)錨桿進(jìn)行加固。錨桿打設(shè)根據(jù)挑頂量確定錨桿打設(shè)數(shù)量：當(dāng)挑頂高度小于0.8m，兩幫上網(wǎng)各打設(shè)一根W 鋼帶護(hù)板加托盤(pán)（或250mm×250mm 單體托板）錨桿進(jìn)行加固，錨桿打設(shè)于新揭露的巖體中部；當(dāng)挑頂高度0.8～1.5m之間時(shí)，兩幫上網(wǎng)打設(shè)兩根錨桿進(jìn)行加固，錨桿采用短鋼帶進(jìn)行連接，間距不大于1m；當(dāng)挑頂高度大于1.5m 時(shí)，兩幫上網(wǎng)打設(shè)三根錨桿進(jìn)行加固，錨桿采用短鋼帶進(jìn)行連接，間距不大于1m。

錨桿配件：采用高強(qiáng)錨桿螺母M24，配合拱型高強(qiáng)托板調(diào)心球墊和尼龍墊圈，拱形托板規(guī)格為150×150×10mm，拱高不低于36mm。

W 鋼帶護(hù)板規(guī)格：厚度4mm，寬280mm，長(zhǎng)度450mm；單體托板規(guī)格：250×250×10mm，拱高不低于36mm。

網(wǎng)片：采用經(jīng)緯網(wǎng)護(hù)頂，經(jīng)緯網(wǎng)由10#鐵絲編織而成，網(wǎng)孔規(guī)格40mm×40mm，網(wǎng)片規(guī)格6200mm×1100mm。采用16#鐵絲雙絲雙扣綁扎，孔孔相聯(lián)。前后排網(wǎng)片對(duì)接，與幫網(wǎng)搭接，搭接長(zhǎng)度100～200mm，單網(wǎng)雙聯(lián)。

錨索規(guī)格：錨索材料為Φ22mm，1×19 股高強(qiáng)度低松弛預(yù)應(yīng)力鋼絞線(xiàn)，頂錨索長(zhǎng)度為6300mm。以“3-3-3”布置，第一個(gè)“3”為原巷錨索剪切外露部分張拉復(fù)用，第二個(gè)“3”為無(wú)錨索架間巷中及巷中兩側(cè)1500mm 處各布置一根錨索，全部垂直煤巖面打設(shè)。采用一支K2335 和兩支Z2360 型樹(shù)脂藥卷錨固。

錨索托板：采用300×300×16mm 高強(qiáng)度可調(diào)心托板(拱高不低于60mm)及配套鎖具，承載能力不低于550kN。

2.3 下巷支護(hù)方式及參數(shù)

（1）施工順序：確定兩道料石墻位置→料石墻處兩幫掏槽→料石墻處底板拉底、夯實(shí)、找平→鋪金屬網(wǎng)、澆筑料石墻基礎(chǔ)→砌料石墻→料石墻上平鋪U29 直拱節(jié)→上鋼網(wǎng)、編織布、金屬網(wǎng)構(gòu)筑人工建筑巷道（人工假頂厚0.8m）。

（2）支護(hù)基本要求：料石墻位置：分別距下巷中兩側(cè)各2.9～3.5m。料石墻體兩幫掏槽：掏槽寬度不小于0.6m，深度不小于0.5m，高度不小于2.5m。

料石墻體位置拉底施工：拉底寬度為1m，深度為0.2m，長(zhǎng)度與墻體長(zhǎng)度一致（即26 回風(fēng)巷Ⅱ段巷道寬度+掏槽深度1.0m）。

料石墻體規(guī)格：寬度為0.6m，高度為1.7m。人工假頂兩幫掏槽：掏槽深度不小于0.5m，高度不小于3.0m。

U29 直拱節(jié)：長(zhǎng)度為7m，間距0.5m。

鋼網(wǎng)規(guī)格：1060mm×300mm（長(zhǎng)×寬）。

金屬網(wǎng)規(guī)格：7000mm×1000mm（長(zhǎng)×寬）。

交叉段料石墻兩側(cè)采用矸石（料石）充填灌漿并抹面，保證巷道坡度平緩過(guò)渡。

480m 水平皮帶大巷Ⅲ段延伸段穿越前5m 時(shí)提前下調(diào)巷高至3.5m，穿越過(guò)程中直接通過(guò)人工建筑巷道，兩幫煤體各打設(shè)3 根單體錨桿，待穿越通過(guò)人工假頂5m 后，調(diào)高巷高至4.0m。

2.4 施工工藝

（1）按要求確定好料石墻位置。

（2）開(kāi)幫拉底。掏槽四周必須掏至硬幫、硬底，并與煤體接實(shí)。幫槽深度見(jiàn)實(shí)體煤后進(jìn)入實(shí)體煤不應(yīng)小于0.5m，底槽深度為見(jiàn)實(shí)煤后0.2m。開(kāi)下部幫時(shí)要先維護(hù)好上部幫，避免發(fā)生片幫傷人事故。每次開(kāi)幫高度不超過(guò)1m，要一層層由上往下開(kāi)，然后去掉幫上活煤，浮煤要及時(shí)轉(zhuǎn)運(yùn)，不得影響施工[2]。

（3）澆筑混凝土基礎(chǔ)。將水泥、石子、砂按照1:2:3配比調(diào)制攪拌均勻，按照拉底范圍進(jìn)行澆筑，澆筑后表面抹平與巷道底板平齊。

（4）砌墻。先將水泥、砂按1:3 比例調(diào)配均勻，其濕度以手捏成團(tuán)后松開(kāi)不散為宜。施工時(shí)，先在拉好的底板上鋪好50～80mm 厚的灰漿并鋪平。吊好垂線(xiàn)，擺好第一層料石。然后層層拉線(xiàn)砌筑料石，要做到料石之間灰漿飽滿(mǎn)、無(wú)空縫、無(wú)重縫，墻體四周與煤墻接觸嚴(yán)密，留有不少于100mm寬的裙邊。

（5）平鋪U29 直拱節(jié)。站在牢固的施工平臺(tái)上將U29 直拱節(jié)放置于料石墻上，間距0.5m。拱節(jié)上方上鋼網(wǎng)、鋪編織布。每片鋼網(wǎng)間要用網(wǎng)絲雙絲雙扣孔孔相連好。為了保證U29 直拱節(jié)放置平穩(wěn)，可在拱節(jié)兩側(cè)進(jìn)行支設(shè)，或者直拱節(jié)放置到位后先將料石墻上的拱節(jié)部分進(jìn)行澆筑。

（6）澆筑人工假頂。澆筑人工假頂前先在U29直拱節(jié)編織布上方鋪設(shè)一層金屬網(wǎng)，金屬網(wǎng)覆蓋人工假頂全斷面，并使用綁絲進(jìn)行隔孔相連。然后將水泥、石子、砂按照1:2:3 配比調(diào)制攪拌均勻進(jìn)行澆筑。人工假頂必須一次性澆注完成，若材料一次性下不到位，最多分2 次進(jìn)行澆注，但首次澆注250～300mm 厚度必須一次性澆注完整，保證混凝土與工鋼棚有效粘結(jié)，形成一整體。

（7）充填、灌漿、抹面。穿越段料石墻兩側(cè)采用矸石（料石）充填灌漿并抹面，保證巷道坡度平緩過(guò)渡。

3 施工注意事項(xiàng)

（1）人工假頂澆筑前，兩道墻體之間U 型平拱節(jié)以下段的26 回風(fēng)巷Ⅱ段兩幫的幫網(wǎng)、幫鋼帶必須剪除拆掉。

（2）施工過(guò)程中必須嚴(yán)格堅(jiān)持“敲幫問(wèn)頂”、“先支后回”制度。挑頂過(guò)程中，原錨索若無(wú)失效，挑頂后可重新張拉至規(guī)定值，不再進(jìn)行補(bǔ)打。挑頂改造后錨網(wǎng)支護(hù)施工質(zhì)量必須符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。

（3）作業(yè)平臺(tái)搭設(shè)牢固，平臺(tái)板厚度不得小于80mm，寬度不小于1000mm。采用吊架平臺(tái)時(shí)吊鏈螺栓必須擰滿(mǎn)口并上好二道防線(xiàn)，平臺(tái)板采用鉛絲捆綁牢固，平臺(tái)上非作業(yè)側(cè)三面上好護(hù)網(wǎng)。

（4）整個(gè)施工過(guò)程中必須專(zhuān)人監(jiān)護(hù)、專(zhuān)人負(fù)責(zé)，并搞好自保、互聯(lián)保工作，人員站位符合規(guī)定。整個(gè)施工過(guò)程中必須保證退路暢通，人員站位符合規(guī)定。施工時(shí)必須保護(hù)好巷內(nèi)線(xiàn)纜、管路等設(shè)施[3]。

（5）人員站在平臺(tái)上必須站穩(wěn)，找頂時(shí)避開(kāi)巖體掉落區(qū)域，嚴(yán)防砸傷人員或人員墜落平臺(tái)致傷。挑頂量過(guò)大，可以在平臺(tái)上放置鐵凳、梯子，施工人員站在鐵凳、梯子上作業(yè)時(shí)，要做好防護(hù)措施，并要做好自保、互聯(lián)保工作。

4 結(jié)語(yǔ)

480m 水平皮帶巷Ⅲ段在未進(jìn)行破底施工的情況下順利完成穿越 26 回風(fēng)巷Ⅱ段，皮帶大巷既避免了大起大落的情況，又保證了巷道底板平整度，避免該穿越點(diǎn)下巷出現(xiàn)積水、皮帶飄帶等現(xiàn)象的發(fā)生，保證了兩巷未出現(xiàn)總進(jìn)、總回通風(fēng)系統(tǒng)短路。

施工工藝既能保證兩巷各自的支護(hù)強(qiáng)度，又能保證兩巷的大斷面要求，為平面交叉巷道的安全施工提供了行之有效的方法。