牛山煤業(yè)主斜井過表土層暗槽施工圍巖控制及施工工藝研究

　　摘 要：為保證牛山煤業(yè)主斜井巷道掘進支護能夠安全穿越表土層和基巖風(fēng)化帶，在綜合分析巷道所處工程地質(zhì)概況的情況下，提出了通過主斜井表土段施工工藝和支護方案。工業(yè)試驗表明，提出的施工工藝和支護方案有效地控制了主斜井圍巖變形，保證了主斜井安全高效掘進。
　　關(guān)鍵詞：主斜井 表土段 暗槽開挖 鋼筋砼 支護工藝
　　中圖分類號：TE2文獻標(biāo)識碼：A文章編號：1672-3791（2012）09（a）-0088-01
　　1 工程地質(zhì)概況
　　山西高平科興牛山煤業(yè)有限公司120萬噸礦井主斜井設(shè)計長度598m，坡度25°，將穿越表土層和3#、9#和15#煤層，穿越的表土層厚27m，不穩(wěn)定巖層厚10m。表土層為亞粘土、枯黃色，手感較細(xì)膩，局部具裂隙；不穩(wěn)定巖層為泥巖、紫紅色，致密性脆，風(fēng)化破碎。三層煤均為實體煤。3#煤為區(qū)內(nèi)主要的可采煤層，賦存于山西組的下部，煤層厚3.86～8.29m，平均5.87m，夾矸0～2層，結(jié)構(gòu)簡單，頂板為砂巖、砂質(zhì)泥巖底板為砂質(zhì)泥巖，全區(qū)穩(wěn)定可采。9#煤層位于太原組中下部，煤質(zhì)較硬，煤層厚度0.7～2.3m，平均1.64m，結(jié)構(gòu)簡單，0～1層矸石。煤層頂板多為中粗砂巖，局部為泥巖或砂質(zhì)泥巖，底板為砂質(zhì)泥巖。15#煤層位于太原組中下部，煤層厚度2.26～5.66m，平均4.25m。含夾矸0～2層，煤層結(jié)構(gòu)簡單，直接頂板為泥巖或石灰?guī)r，老頂為K2石灰?guī)r，上距3#煤層96m左右，距K2灰?guī)r0～1.56m，全區(qū)穩(wěn)定可采。
　　2 巷道布置及支護規(guī)格
　　2.1 巷道布置
　　主斜井布置在井田西部。井口坐標(biāo)（m）X：3958568.952；Y：19672710.081。井筒傾角25°，井筒方位角100-58-14。井筒長度為598m，其中表土及基巖風(fēng)化段長約87m，基巖段511m。
　　2.2 支護使用材料及規(guī)格
　　暗槽施工超前臨時支護為半圓拱形，10#槽鋼制作分四部分組成，寬度6000mm，高度5500mm，其中：直腿兩根，弧鋼兩根，直腿制作長度3.1m；弧形鋼半徑2.9m，長度4.85m，重疊長度0.6m，卡蘭每套6個。需鋪設(shè)Φ10鋼筋網(wǎng)1000×2000mm，木板使用長1000mm、寬80mm、厚30～50mm，木楔厚30～50mm、長200mm進行背幫背頂，永久支護為砼配鋼筋支護，為半圓拱形。
　　3 巷道施工及支護工藝
　　3.1 施工工藝
　　根據(jù)主斜井表土段部分采用明槽開挖，其余采用暗槽掘進。明槽開挖掘進時放邊坡（根據(jù)土質(zhì)采用1∶0.6），按設(shè)計斷面進行永久支護，最后回填至自然地坪標(biāo)高。施工順序為：明槽開挖—澆筑前的準(zhǔn)備—夯實底版—自下向上穩(wěn)模、扎鋼筋—澆筑砼—明槽轉(zhuǎn)暗槽施工—明槽回填夯實。
9iaXDTKNe0qu/oJ7Bn18ag==　　明槽開挖永久支護結(jié)束后，開始暗槽施工。暗槽施工按標(biāo)定的中腰線，利用ZWY-160煤礦用挖掘式裝載機進行挖掘。進入基巖風(fēng)化帶后采用爆破法，挖掘機裝巖進行掘進。
　　3.1.1 臨時支護方法
　　（1）進入暗槽施工，采用挖掘裝載機配合人工掘進，一般情況下，掘進至900mm時，支設(shè)第一個拱架。支架時把鋼筋網(wǎng)聯(lián)在拱架上一并支起，并用木板或木楔背緊拱架，并用Φ20的螺紋鋼作為拉桿焊接拱和腿，使之牢固可靠。
　　（2）鋼筋網(wǎng)搭接長度為100mm，并使用聯(lián)網(wǎng)絲連接。
　　（3）遇到特殊情況，如土質(zhì)松軟、軟巖地段或遇水的情況下，要縮短支架距離，采用少挖短支，掘進500mm支設(shè)一個拱架。
　　（4）用鋼架支設(shè)6m后，及時用混凝土配筋進行澆灌作為永久支護。
　　3.1.2 支護程序
　　掘進出渣→掛網(wǎng)（30cm長）→支設(shè)拱架→背頂→綁扎底座鋼筋→澆灌底座→支設(shè)永久支護的拱架→綁扎直墻和拱頂鋼筋→立模打灰。
　　3.1.3 安全措施
　　（1）支設(shè)拱架時，跟班領(lǐng)導(dǎo)及帶班班長必須在現(xiàn)場監(jiān)督指揮。嚴(yán)禁違章指揮。
　　（2）嚴(yán)格控制控頂距，最大控頂距為6m，最小控頂距1.5m。
　　（3）挖掘裝載機工作時，工作面迎頭和機尾5m及兩幫嚴(yán)禁有人。
　　（4）所有操作人員必須在支護完整的巷道內(nèi)操作，嚴(yán)禁空頂作業(yè)。
　　（5）嚴(yán)格敲幫問頂制度，及時處理頂幫隱患，操作時做到，一人操作，一人觀察頂板。
　　（6）頂板成型后要及時掛網(wǎng)并支設(shè)拱架。
　　（7）井筒掘進40m前，提升運輸時，井筒內(nèi)所有作業(yè)人員必須撤出地面，等箕斗放下停穩(wěn)后，作業(yè)人員方可進入作業(yè)地點。掘進40m后，要立即開拓躲避洞室，提升運輸時，作業(yè)人員要在躲避洞內(nèi)等候，等箕斗放下停穩(wěn)后，作業(yè)人員方可進入作業(yè)地點。
　　（8）嚴(yán)格執(zhí)行“行車不行人，行人不行車”制度。
　　3.1.4 永久支護形式
　　明槽段永久支護為鋼筋砼支護，其鋼筋受力筋為Ф22雙層鋼筋，間距為300mm；分布筋為Ф22鋼筋，間距為300mm；拉接筋為Ф10鋼筋，間距為300mm。表土暗槽段采用鋼筋砼支護形式。主豎筋采用Φ22鋼筋，其它均為Φ10鋼筋，砼強度為C30，鋼筋砼保護層厚度為600mm。砼支護必須向堅硬巖層內(nèi)至少延伸5.0m。
　　3.1.5 永久支護工藝及要求
　　（1）由于巷道斷面比較大，表土段立骨組模或打灰時需要搭設(shè)牢固的工作臺。
　　（2）鋼筋綁扎嚴(yán)格按照設(shè)計尺寸進行，鋼筋綁扎在內(nèi)模穩(wěn)完模后由工作面向后倒退式進行。立骨組模打灰全過程由班長統(tǒng)一指揮，螺絲上緊，連接牢固，防止碹胎位移或受壓不均而變形。
　　（3）澆注砼時，立模支撐及搭設(shè)的工作臺高度應(yīng)高于箕斗高度，避免箕斗下料時發(fā)生碰撞。模板外側(cè)應(yīng)鋪設(shè)塑料薄膜，并采用機械震搗，保證砼的密實性及表面光滑度。每班必須配一名質(zhì)量檢查員進行檢查，監(jiān)督砼的配比、砼的塌落度、砼質(zhì)量，對不符合設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)要求的不準(zhǔn)澆筑，確保砼的質(zhì)量和強度。
　　（4）噴射過程中如出現(xiàn)堵管現(xiàn)象，應(yīng)立即停止加料，停風(fēng)停電處理。處理堵管時，噴槍口立即朝下，處理噴頭時，周圍不得有圍觀者。如果堵塞較長而且密實，則需逐節(jié)拆管敲擊吹打處理。
　　4 結(jié)語
　　（1）本文提出的表土段、基巖段以及基巖風(fēng)化段巷道支護方案和施工工藝在牛山煤業(yè)主斜井施行至今，巷道支護效果較好，支護成本下降，巷道穩(wěn)定狀況得到較大改善。
　　（2）工業(yè)試驗表明，提出的支護方案和施工工藝有效地控制了主斜井圍巖變形，保證了主斜井安全高效掘進，可為同類條件下巷道支護提供借鑒。
　　參考文獻
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