斜井維修黃泥帶加固技術在二礦的應用

胡佩敏，徐礦輝

摘要：文章結合平煤二礦西斜井修復實際情況，分析研究了黃泥段巖石巷道的變形特點和破壞原因，介紹了底板底拱聯合支護技術的施工特點，通過對實施聯合支護技術在該巷道修復中的應用前后的分析對比，證明底板加固拱具有較為理想的支護效果，可以實現較好的經濟效益。

關鍵詞：底板底拱聯合支護技術

1 立項背景

平煤二礦西斜井主要擔負礦井進風和采面支架、掘進機等大型設備及材料的入井和回收，為了確保巷道運輸的安全，對巷道軌道質量要求很高。但是在巷道70m至160m段底板為黃泥地段，在軌道長期使用過程中，因軌道受力造成底板黃泥粉碎，在巷道流水的侵蝕下巷道底板變松軟、黃泥流失，使軌道底板不實，甚至部分地段軌道懸空，需要大量的使用木料進行支墊軌道加固。但在軌道運輸過程中，特別是大型設備運輸中造成木料松動，增加了軌道運輸的維修難度，使軌道運輸存在嚴重的不安全隱患，為此在西斜井黃泥段巷道底板進行鋪設底拱和錨噴連鎖加固技術的應用。

該技術針對黃泥段巷道抗壓性差，受力后易粉碎；受水侵蝕后易變膨脹變軟，甚至被水沖刷流失等特性。通過在巷道底板鋪設36U型鋼地拱，并鋪設金屬網，再澆筑砼，通過U形鋼地拱承受壓力大，支撐時間久，易安裝不易變形的特性，配合錨噴在巷道重新構筑底板的方法，來增加巷道底板的強度。有效地提高了巷道底板支護結構的承載能力，阻止巷道底板的變形破壞，從而確保巷道的長期安全使用，確保了礦井的安全生產，節約了大量的維修資金，取得了良好的經濟效益和社會效益。

2 施工順序及方法

2.1 施工順序 先挖砌蓄水池阻斷巷道流水，然后由上向下逐段臥底下地拱，澆筑砼施工。

2.2 施工方法 用方鎬、風鎬臥底，用噴漿機噴射砼，臥底產生的渣人工裝礦車，用絞車運到西斜井底后，經-86大巷由管子井提升到地面。

3 支護形式及質量要求

3.1 鋪設底拱標準

①底拱由兩節弧長1916mm36U型鋼組成，搭接長度400mm。

②底拱搭接處2道U型卡纜，卡纜螺絲用風動扳手或力矩扳手上緊。

③底拱間排：中-中500mm，允許偏差±100mm。地拱之間用一道拉桿連接。

④底拱插入巷幫不小于300mm。

⑤底拱上、下面鋪設Φ4mm金屬編織網，再澆筑砼，金屬網搭接長度100mm。

3.2 噴射砼質量要求

①噴射砼的標準

a選用42.5級普通硅酸鹽水泥；

b砼配合比：水泥：沙子：石子=1：2：2；

c水灰比：0.4-0.45。

②噴射砼后保持原軌道坡度不變。

③水溝布置在巷道中間即道心內，寬300mm，深200mm，混凝土澆筑，水溝底板坡度與巷道坡度一致。

4 安全措施和安全管理

①按調度室和運輸隊給定的時間段擴修施工，其他時間段嚴禁施工。

②西斜井施工期間，除施工所需要物料可以提升運輸外，原則上西斜井停止提升運輸設備物料，急用設備物料需要上下時，必須經過調度室和維修隊同意后，方可從西斜井上下設備物料。

③施工期間，在井底車場明顯位置設置警標：“前方施工，禁止通行”。

④在擴施工地點下方5m左右處，用鋼絲繩、金屬網、木板設置檔桿桿欄，防止料石或矸石滾落傷人。

⑤在規定的施工時間段結束前，或通車上下設備物料時，要把道心及兩幫的渣清理干凈，來不及裝車時可堆在較寬巷道處，不能影響通車。施工所用的風水管路吊掛在巷幫，所用施工工具、材料，放在較寬巷道段，不能影響通車。

⑥施工期間的提升運輸信號聯系、摘掛鉤工作，由運輸隊的信號工、把鉤工負責。

⑦斜巷運輸嚴格執行“行車不行人，行人不行車”制度。嚴禁蹬鉤、扒車。

⑧施工期間上下車時，斜巷內施工人員必須撤離至巷道的安全地點或地面安全地點。

⑨斜巷吊鉤裝卸車時，必須在礦車的下方用道卡子和道木打上牢固的“十字撐”，裝卸車人員必須站在礦車兩側或者上方裝卸，嚴禁人員站在礦車下方。

⑩礦車掉道要在班組長統一指揮下處理，斜巷處理掉道時，不得去掉鉤頭和保險繩，將鋼絲繩繃緊，斜巷上下變坡點要把好警戒嚴禁人員通過，在車輛下方打好撐木，將車輛后輪用木楔子背好，用千斤頂將前車輪頂起，并超過軌道高度，人員站在車輛上方斜側，用撬杠將前輪撬上軌道，再將后輪撬上軌道，最后去掉撐木，處理掉道車輛時兩側及下方嚴禁站人。

5 效果檢驗

在西斜井黃泥段實施底板鋪設底拱和錨噴連鎖加固技術后，通過對巷道觀測，巷道在近一年的運行過程中，沒有出現軌道底板不實、懸空，有效地提高了底板支護結構的承載能力，確保了軌道運輸安全，達到了預期效果，加固效果較好。加固拱二次支護的支護方式，破碎、軟巖巷道支護穩定原理為：一次支護讓壓，圍巖體受力達到較低變形速率下的力學平衡，充分發揮圍巖承載力，大剛度二次支護，減少巷道巖體偏應力，使巷道圍巖切向應力相對降低，徑向應力相對升高，促進圍巖應力向穩定應力狀態轉化，優化了軟巖巷道支護參數。通過在二礦的軟巖、破碎巷道采用二次支護實踐，取得了良好的支護效果。

6 技術實施的效益

6.1 經濟效益情況

通過在西斜井黃泥段巷道底板進行鋪設底拱和錨噴連鎖加固技術的應用。減少了因軌道維修加固所需要投入的人員和材料的投入，特別是經過技術的應用，有效的克服了黃泥段巷道底板加固的難題，確保了軌道運輸的安全，確保了礦井大型設備的運輸，確保了礦井安全生產，產生了良好的安全效益。

6.2 社會效益

該課題針對斜井施工過程中往往要穿越軟巖巷道，特別是黃泥地段。黃泥具有抗壓性差，受力后易粉碎；受水侵蝕后易變膨脹變軟，甚至被水沖蝕流失等特性。巷道幫頂施工時可采用錨噴、架設支架（U型支架或梯形支架）進行加固，但巷道底板一般沒有進行特殊加固，造成巷道底板在后期使用過程中因受外力和水的侵蝕，膨脹變軟、酥碎等，影響到巷道的安全使用。

針對黃泥段巷道的這種特性。通過在巷道底板鋪設36U型鋼地拱，并鋪設金屬網，再澆筑砼，通過U形鋼地拱承受壓力大，支撐時間久，易安裝不易變形的特性，配合錨噴在巷道重新構筑底板的方法，來增加巷道底板的強度。有效地提高了巷道底板支護結構的承載能力，阻止巷道底板的變形破壞，從而確保巷道的長期安全使用，確保了礦井的安全生產，節約了大量的維修資金，取得了良好的經濟效益和社會效益。

7 應用情況

該項目技術已在平煤二礦西斜井黃泥段巷道底板加固中得到初步實踐和驗證，為二礦在對巷道維修，特別是軟巖巷道（特別是黃泥段）底板加固技術方面積累了寶貴的經驗，促進了巷道加固技術的提高和完善。

參考文獻：

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[3]吳宇.聯合支護技術在7011溜子道掘進中的應用[J].能源技術與管理，2012（05）.

作者簡介：

胡佩敏（1970-），男，河南平頂山人，專科，助理工程師，研究方向：巷道的掘進與支護。

徐礦輝（1985-），男，河南平頂山人，本科，助理工程師，研究方向：巷道的掘進與支護。