平交巷道施工工藝及支護技術(shù)實踐

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摘要：漳村煤礦主進風大巷延伸掘進施工需穿越已成巷的主回風巷，為避免造成總進、總回風流短路，采用在主回風巷提前進行挑頂改造并人工建筑巷道、主進風大巷延伸直接掘進通過的方式，順利完成了交叉巷道的穿越施工。

關鍵詞：平交；巷道；穿越；施工

1工程概況

山西潞安環(huán)能股份有限公司漳村煤礦的480m水平開采二疊系下統(tǒng)山西組下部的3號煤層，煤層賦存穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)較簡單，煤層平均厚度5.8m，煤層埋深500~517m。480m水平皮帶巷Ⅲ段（簡稱下巷）延伸掘進施工需穿越已成巷的26回風巷Ⅱ段（簡稱上巷），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足下巷層位不變又能滿足兩巷不得出現(xiàn)平面貫通的解決方法。具體位置關系如圖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。

2.2上巷錨網(wǎng)索支護參數(shù)

上巷挑頂后采用錨網(wǎng)索聯(lián)合支護。施工中線與上巷掘進期間中線一致；施工腰線：由南向北以13°01′10″上山挑頂施工7m，然后以0°腰線挑頂施工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臨時支護（1）頂板臨時支護。使用3根1.3m長的8#槽鋼，用螺帽固定在前一排頂錨桿上，配合剎桿進行臨時支護。（2）迎面墻體臨時支護。挑頂高度超過1.5m時打設3根玻璃鋼錨桿，配合剎桿進行臨時支護。挑頂高度不足1.5m時迎面墻體掛金屬網(wǎng)進行臨時支護。（3）兩幫各采用一根帶孔的1.2~1.5m長8#槽鋼用螺帽固定在前一排幫上部錨桿上配合剎桿進行臨時管理。上部錨桿打設掛金屬網(wǎng)臨時支護后不再采用槽鋼支護[1]。

2.2.2支護參數(shù)錨桿規(guī)格：頂、幫均采用500#高強度Ф22-M24-2400mm螺紋鋼錨桿，間排距950mm×1000mm，采用一支K2335和一支Z2360樹脂藥卷錨固，設計錨固力不低于190kN。全部垂直煤巖面打設，允許有5°偏差。兩幫新揭露的墻體上金屬網(wǎng)打設錨桿進行加固。錨桿打設根據(jù)挑頂量確定錨桿打設數(shù)量：當挑頂高度小于0.8m，兩幫上網(wǎng)各打設一根W鋼帶護板加托盤（或250mm×250mm單體托板）錨桿進行加固，錨桿打設于新揭露的巖體中部；當挑頂高度0.8~1.5m之間時，兩幫上網(wǎng)打設兩根錨桿進行加固，錨桿采用短鋼帶進行連接，間距不大于1m；當挑頂高度大于1.5m時，兩幫上網(wǎng)打設三根錨桿進行加固，錨桿采用短鋼帶進行連接，間距不大于1m。錨桿配件：采用高強錨桿螺母M24，配合拱型高強托板調(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鋼帶護板規(guī)格：厚度4mm，寬280mm，長度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)片對接，與幫網(wǎng)搭接，搭接長度100~200mm，單網(wǎng)雙聯(lián)。錨索規(guī)格：錨索材料為Φ22mm，1×19股高強度低松弛預應力鋼絞線，頂錨索長度為6300mm。以“3-3-3”布置，第一個“3”為原巷錨索剪切外露部分張拉復用，第二個“3”為無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。采用一支K2335和兩支Z2360型樹脂藥卷錨固。錨索托板：采用300×300×16mm高強度可調(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、找平→鋪金屬網(wǎng)、澆筑料石墻基礎→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，長度與墻體長度一致（即26回風巷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)：長度為7m，間距0.5m。鋼網(wǎng)規(guī)格：1060mm×300mm（長×寬）。金屬網(wǎng)規(guī)格：7000mm×1000mm（長×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渡。480m水平皮帶大巷Ⅲ段延伸段穿越前5m時提前下調(diào)巷高至3.5m，穿越過程中直接通過人工建筑巷道，兩幫煤體各打設3根單體錨桿，待穿越通過人工假頂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）開幫拉底。掏槽四周必須掏至硬幫、硬底，并與煤體接實。幫槽深度見實體煤后進入實體煤不應小于0.5m，底槽深度為見實煤后0.2m。開下部幫時要先維護好上部幫，避免發(fā)生片幫傷人事故。每次開幫高度不超過1m，要一層層由上往下開，然后去掉幫上活煤，浮煤要及時轉(zhuǎn)運，不得影響施工[2]。（3）澆筑混凝土基礎。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，其濕度以手捏成團后松開不散為宜。施工時，先在拉好的底板上鋪好50~80mm厚的灰漿并鋪平。吊好垂線，擺好第一層料石。然后層層拉線砌筑料石，要做到料石之間灰漿飽滿、無空縫、無重縫，墻體四周與煤墻接觸嚴密，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)進行支設，或者直拱節(jié)放置到位后先將料石墻上的拱節(jié)部分進行澆筑。（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渡。

3施工注意事項

（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回風巷Ⅱ段兩幫的幫網(wǎng)、幫鋼帶必須剪除拆掉。（2）施工過程中必須嚴格堅持“敲幫問頂”、“先支后回”制度。挑頂過程中，原錨索若無失效，挑頂后可重新張拉至規(guī)定值，不再進行補打。挑頂改造后錨網(wǎng)支護施工質(zhì)量必須符合國家標準。（3）作業(yè)平臺搭設牢固，平臺板厚度不得小于80mm，寬度不小于1000mm。采用吊架平臺時吊鏈螺栓必須擰滿口并上好二道防線，平臺板采用鉛絲捆綁牢固，平臺上非作業(yè)側(cè)三面上好護網(wǎng)。（4）整個施工過程中必須專人監(jiān)護、專人負責，并搞好自保、互聯(lián)保工作，人員站位符合規(guī)定。整個施工過程中必須保證退路暢通，人員站位符合規(guī)定。施工時必須保護好巷內(nèi)線纜、管路等設施[3]。（5）人員站在平臺上必須站穩(wěn)，找頂時避開巖體掉落區(qū)域，嚴防砸傷人員或人員墜落平臺致傷。挑頂量過大，可以在平臺上放置鐵凳、梯子，施工人員站在鐵凳、梯子上作業(yè)時，要做好防護措施，并要做好自保、互聯(lián)保工作。

4結(jié)語

480m水平皮帶巷Ⅲ段在未進行破底施工的情況下順利完成穿越26回風巷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、總回通風系統(tǒng)短路。施工工藝既能保證兩巷各自的支護強度，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。

【參考文獻】

［1］王紅亮，宋作文，馮書兵.人工假頂在在過風橋的施工應用[J].現(xiàn)代礦業(yè)，2014（12）：175-176.

［2］高禮物，王爭鳴.采區(qū)立交巷道交岔處的結(jié)構(gòu)處理[J].煤礦開采，2003（01）：54-55.

［3］劉秀洲.交叉巷道立交安全施工技術(shù)措施研究[J].山東煤炭科技，2019（06）：13-14+19.

作者：劉廷 單位：潞安環(huán)能股份有限公司漳村煤礦