董仁浩,吳祚清
(江蘇徐州礦務集團有限公司 龐莊煤礦,江蘇 徐州 221006)
交岔點是煤礦開拓工程施工中經常碰到的單項工程,由于交岔點處巷道斷面大,斷面漸次變化,與正常巷道掘進方法有很大變化,巷道成形需要一些特殊的參數來控制,交岔點的施工質量影響到交岔點受力狀況及結構穩定性。但由于施工斷面參數漸次變化,施工中腰線給定困難,成形質量難以保證,甚至因施工方法不當造成冒頂事故。因此,只有采用合理的施工方法,才能保證交岔點的施工質量和安全。龐莊煤礦張小樓井在施工-750m 水平總回風道與-1025軌道下山上部車場交岔點時,采用近似法施工取得了較好的施工效果。
交岔點主巷-750m 水平總回風道已掘出,巷道凈寬4.2m,凈高3.0m,采用錨噴支護。岔巷-1025軌道下山上部車場設計凈寬3.0m,凈高2.9m,采用錨噴支護。交岔點位于砂質頁巖中,為中等穩定頂板。設計為半圓拱形斷面,采用錨網噴聯合支護。錨桿采用樹脂藥卷錨桿,桿體為直徑18mm 螺紋鋼,長度2.0m,錨桿間排距750mm×750mm。掛網采用直徑14mm 圓鋼焊接鋼筋網,規格2000mm×800 mm,網孔200 mm×200 mm。噴漿厚度150mm,交岔點設計參數見圖1。

圖1 交岔點設計參數
自交岔點起始位置開始間距1m 截取1個斷面,斷面參數見表1,其中斷面1為交岔點起始斷面,斷面8為交岔點最大斷面(見圖2)。


圖2 A-A、B-B、C-C剖面圖

表1 交岔點斷面參數 單位/mm
交岔點采用臺階式施工順序,先自1斷面至8斷面順序施工交岔點拱頂部,再施工牛鼻子前ABC三角區拱部。為便于施工,拱頂部施工高度2.7m,拱頂部施工結束后,由上向下,由后向前出矸并施工交岔點下部。施工時掘進后立即打注錨桿掛網噴漿支護,永久支護緊跟迎頭,一次成巷。
交岔點斷面寬度自1斷面起向前每米增加值為a,則a=(6890-4200)÷11226≈240 mm,硐室近似中心線OD與主巷中心線OO′夾角(=argtg(a÷2÷1000)=6.8°,由于1~7斷面與硐室中心線OD 不垂直,施工中難于掌握,而與硐室中心線垂直的1′~7′斷面寬度可計算得出。例如5斷面寬度=5斷面寬度÷cos6.8°。而cos 6.8°=0.99,可將5斷面與5′斷面寬度視為近似相等。施工時,以OD 為硐室施工中心線,以與中心線垂直的巷道斷面近似代替1~7斷面作為施工斷面。
交岔點斷面高度自斷面1起每米增加值b=120mm。硐室拱頂線與水平線夾角(=arctg(b÷1000)=6.8°。拱部施工時沿硐室近似中心線OD方向按+7°給定施工腰線,確定任一斷面拱頂位置,將拱部近似作為+7°上山施工。
(1)施工時根據循環進尺截取施工斷面,如按循環進尺2m 取1~8斷面,并計算出各斷面拱部參數,分別編制拱部爆破圖表。施工時按斷面至始點(O 點)距離確定斷面對應位置,后依據斷面參數和近似給定的中腰線畫出拱部施工斷面輪廓線并布置炮眼。
(2)施工至8斷面后,確定好E、F、G 三點位置,按照圖2中8斷面各點至A-A、C-C截面的距離確定掘進鉆孔深度,保證EFG 三角區拱部及交岔點岔尖處成形整齊。
(3)施工拱部時要控制好排矸量保持施工斷面高度2.7m 左右,既方便操作施工又保證打注錨桿質量。
(4)施工中錨噴支護緊跟迎頭,合理調整勞動組織,保證一次成巷,以方便施工,控制頂板保證施工安全。
龐莊煤礦張小樓井已采用近似法施工了多個錨噴支護交岔點,均取得了較好的效果。近似法施工交岔點有以下優點:
1)近似法施工能達到設計要求,施工中腰線容易給定,能保證硐室成形質量。
2)采用臺階式施工順序,拱頂部一次成巷,可邊掘進邊永久支護,較利于施工過程中頂板控制,保證施工安全。
3)近似法施工簡單易行,便于操作,在錨噴支護交岔點施工中均可采用。