平面交叉巷道施工工艺及支护技术实践.pdf

352020 年第 6 期 平面交叉巷道施工工艺及支护技术实践 刘 廷 （潞安环能股份有限公司漳村煤矿，山西 长治 046032） 摘 要 漳村煤矿主进风大巷延伸掘进施工需穿越已成巷的主回风巷，为避免造成总进、总回风流短路，采用在主回风 巷提前进行挑顶改造并人工建筑巷道、主进风大巷延伸直接掘进通过的方式，顺利完成了交叉巷道的穿越施工。 关键词 平交 巷道 穿越 施工 中图分类号 TD263.3；TD353 文献标识码 B doi10.3969/j.issn.1005-2801.2020.06.013 Construction Technology and Support Technology Practice of Level Crossing Roadway Liu Ting （Luan Environmental Energy Co., Ltd., Zhangcun Coal Mine, Shanxi Changzhi 046032） Abstract The main return air roadway in Zhangcun Coal Mine needs to pass through the main return air roadway, in order to avoid the short circuit of the main inlet and main return air flow, the crossing construction of crossing tunnel is successfully completed by means of roof lifting transation in advance of main air return roadway, artificial construction roadway and direct driving through extension of main air inlet roadway. Key words level crossing roadway pass through construction 收稿日期 2019-12-25 作者简介 刘廷（1992-），山西长治人，助理工程师，从事煤 矿生产技术和管理工作。 1 工程概况 山西潞安环能股份有限公司漳村煤矿的 480m 水平开采二叠系下统山西组下部的 3 号煤层，煤层 赋存稳定，结构较简单，煤层平均厚度 5.8m，煤层 埋深 500517m。 480m 水平皮带巷Ⅲ段（简称下巷）延伸掘进 施工需穿越已成巷的 26 回风巷Ⅱ段（简称上巷）， 要求皮带大巷底板平缓，且不得出现破底工程，因 此需要寻找既能满足下巷层位不变又能满足两巷不 得出现平面贯通的解决方法。具体位置关系如图 1 所示。 上巷布置在下巷正西侧 41.2m，两巷夹角 86。 上巷沿顶布置，巷道断面宽 高为 5.4m4.0m，下 巷沿底布置，巷道断面宽 高为 5.4m4.0m。 2 施工方案 2.1 挑顶人工建筑巷道 上巷挑顶人工建筑巷道，范围 25m，见图 2。 上巷被下巷延伸段穿越 8m 范围人工建筑巷道，施 工示意图见图 3。交叉段上、下巷道断面宽 高均 为 5.4m3.5m，断面积为 18.9m2。 图 1 480 皮带巷Ⅲ段延伸巷平面布置 图 2 26 回风巷Ⅱ段挑顶剖面 2.2 上巷锚网索支护参数 上巷挑顶后采用锚网索联合支护。施工中线与 上巷掘进期间中线一致；施工腰线由南向北以 13 01′ 10″上山挑顶施工 7m，然后以 0腰线 挑顶施工 8m，最后以 15 59′ 35″下山挑顶施工 362020 年第 6 期 10m 至上巷原巷顶板层位后到位。 2.2.1 临时支护 （1）顶板临时支护。使用 3 根 1.3m 长的 8槽 钢，用螺帽固定在前一排顶锚杆上，配合刹杆进行 临时支护。 （2）迎面墙体临时支护。挑顶高度超过 1.5m 时打设 3 根玻璃钢锚杆，配合刹杆进行临时支护。 挑顶高度不足 1.5m 时迎面墙体挂金属网进行临时 支护。 （3）两帮各采用一根带孔的 1.21.5m 长 8槽 钢用螺帽固定在前一排帮上部锚杆上配合刹杆进行 临时管理。上部锚杆打设挂金属网临时支护后不再 采用槽钢支护 [1]。 图 3 巷道交叉段施工示意 2.2.2 支护参数 锚 杆 规 格 顶、 帮 均 采 用 500高 强 度 Ф22-M24-2400mm 螺 纹 钢 锚 杆， 间 排 距 950mm1000mm，采用一支 K2335 和一支 Z2360 树脂药卷锚固，设计锚固力不低于 190kN。全部垂 直煤岩面打设，允许有 5偏差。 两帮新揭露的墙体上金属网打设锚杆进行加固。 锚杆打设根据挑顶量确定锚杆打设数量当挑顶高 度小于 0.8m，两帮上网各打设一根 W 钢带护板加 托盘（或250mm250mm单体托板）锚杆进行加固， 锚杆打设于新揭露的岩体中部；当挑顶高度0.81.5m 之间时，两帮上网打设两根锚杆进行加固，锚杆采 用短钢带进行连接，间距不大于 1m；当挑顶高度大 于 1.5m 时，两帮上网打设三根锚杆进行加固，锚杆 采用短钢带进行连接，间距不大于 1m。 锚杆配件采用高强锚杆螺母 M24，配合拱 型高强托板调心球垫和尼龙垫圈，拱形托板规格为 15015010mm，拱高不低于 36mm。 W 钢带护板规格厚度 4mm，宽 280mm，长 度 450mm；单体托板规格25025010mm，拱 高不低于 36mm。 网片采用经纬网护顶，经纬网由 10铁丝 编织而成，网孔规格 40mm40mm，网片规格 6200mm1100mm。采用 16铁丝双丝双扣绑扎， 孔孔相联。前后排网片对接，与帮网搭接，搭接长 度 100200mm，单网双联。 锚索规格锚索材料为 Φ22mm，119 股高强 度低松弛预应力钢绞线，顶锚索长度为 6300mm。 以“3-3-3”布置，第一个“3”为原巷锚索剪切外 露部分张拉复用，第二个“3”为无锚索架间巷中 及巷中两侧 1500mm 处各布置一根锚索，全部垂直 煤岩面打设。采用一支 K2335 和两支 Z2360 型树脂 药卷锚固。 锚索托板采用 30030016mm 高强度可调 心托板 拱高不低于 60mm 及配套锁具，承载能力 不低于 550kN。 2.3 下巷支护方式及参数 （1）施工顺序确定两道料石墙位置→料石 墙处两帮掏槽→料石墙处底板拉底、夯实、找平→ 铺金属网、浇筑料石墙基础→砌料石墙→料石墙上 平铺 U29 直拱节→上钢网、编织布、金属网构筑人 工建筑巷道（人工假顶厚 0.8m）。 （2）支护基本要求 料石墙位置分别距下巷中两侧各 2.93.5m。 料石墙体两帮掏槽掏槽宽度不小于 0.6m，深 度不小于 0.5m，高度不小于 2.5m。 料石墙体位置拉底施工拉底宽度为 1m，深 度为 0.2m，长度与墙体长度一致（即 26 回风巷Ⅱ 段巷道宽度 掏槽深度 1.0m）。 料石墙体规格宽度为 0.6m，高度为 1.7m。 人工假顶两帮掏槽掏槽深度不小于 0.5m，高 度不小于 3.0m。 U29 直拱节长度为 7m，间距 0.5m。 钢网规格1060mm300mm（长 宽）。 金属网规格7000mm1000mm（长 宽）。 交叉段料石墙两侧采用矸石（料石）充填灌浆 并抹面，保证巷道坡度平缓过渡。 480m 水平皮带大巷Ⅲ段延伸段穿越前 5m 时提 前下调巷高至 3.5m，穿越过程中直接通过人工建筑 巷道，两帮煤体各打设 3 根单体锚杆，待穿越通过 人工假顶 5m 后，调高巷高至 4.0m。 2.4 施工工艺 （1）按要求确定好料石墙位置。 （2）开帮拉底。掏槽四周必须掏至硬帮、硬底， 372020 年第 6 期 并与煤体接实。帮槽深度见实体煤后进入实体煤不 应小于 0.5m，底槽深度为见实煤后 0.2m。开下部帮 时要先维护好上部帮，避免发生片帮伤人事故。每 次开帮高度不超过 1m，要一层层由上往下开，然后 去掉帮上活煤，浮煤要及时转运，不得影响施工 [2]。 （3）浇筑混凝土基础。将水泥、石子、砂按 照123配比调制搅拌均匀， 按照拉底范围进行浇筑， 浇筑后表面抹平与巷道底板平齐。 （4）砌墙。先将水泥、砂按 13 比例调配均匀， 其湿度以手捏成团后松开不散为宜。施工时，先在 拉好的底板上铺好 5080mm 厚的灰浆并铺平。吊 好垂线，摆好第一层料石。然后层层拉线砌筑料石， 要做到料石之间灰浆饱满、无空缝、无重缝，墙体 四周与煤墙接触严密， 留有不少于100mm宽的裙边。 （5）平铺 U29 直拱节。站在牢固的施工平台 上将 U29 直拱节放置于料石墙上，间距 0.5m。拱 节上方上钢网、铺编织布。每片钢网间要用网丝双 丝双扣孔孔相连好。 为了保证U29直拱节放置平稳， 可在拱节两侧进行支设，或者直拱节放置到位后先 将料石墙上的拱节部分进行浇筑。 （6）浇筑人工假顶。浇筑人工假顶前先在 U29 直拱节编织布上方铺设一层金属网，金属网覆盖人 工假顶全断面，并使用绑丝进行隔孔相连。然后将 水泥、石子、砂按照 123 配比调制搅拌均匀进行 浇筑。人工假顶必须一次性浇注完成，若材料一次 性下不到位，最多分 2 次进行浇注，但首次浇注 250300mm 厚度必须一次性浇注完整，保证混凝土 与工钢棚有效粘结，形成一整体。 （7）充填、灌浆、抹面。穿越段料石墙两侧 采用矸石（料石）充填灌浆并抹面，保证巷道坡度 平缓过渡。 3 施工注意事项 （1）人工假顶浇筑前，两道墙体之间 U 型平 拱节以下段的 26 回风巷Ⅱ段两帮的帮网、帮钢带 必须剪除拆掉。 （2）施工过程中必须严格坚持“敲帮问顶”、 “先支后回” 制度。 挑顶过程中， 原锚索若无失效， 挑顶后可重新张拉至规定值，不再进行补打。挑顶 改造后锚网支护施工质量必须符合国家标准。 （3）作业平台搭设牢固，平台板厚度不得小 于 80mm，宽度不小于 1000mm。采用吊架平台时 吊链螺栓必须拧满口并上好二道防线，平台板采用 铅丝捆绑牢固，平台上非作业侧三面上好护网。 （4） 整个施工过程中必须专人监护、 专人负责， 并搞好自保、互联保工作，人员站位符合规定。整 个施工过程中必须保证退路畅通，人员站位符合规 定。施工时必须保护好巷内线缆、管路等设施 [3]。 （5）人员站在平台上必须站稳，找顶时避开 岩体掉落区域，严防砸伤人员或人员坠落平台致伤。 挑顶量过大，可以在平台上放置铁凳、梯子，施工 人员站在铁凳、梯子上作业时，要做好防护措施， 并要做好自保、互联保工作。 4 结语 480m 水平皮带巷Ⅲ段在未进行破底施工的情 况下顺利完成穿越 26 回风巷Ⅱ段，皮带大巷既避 免了大起大落的情况，又保证了巷道底板平整度， 避免该穿越点下巷出现积水、皮带飘带等现象的发 生，保证了两巷未出现总进、总回通风系统短路。 施工工艺既能保证两巷各自的支护强度，又能 保证两巷的大断面要求，为平面交叉巷道的安全施 工提供了行之有效的方法。 【参考文献】 ［1］ 王红亮，宋作文，冯书兵 . 人工假顶在在过风桥 的施工应用 [J]. 现代矿业，2014（12）175-176. ［2］ 高礼物，王争鸣 . 采区立交巷道交岔处的结构处 理 [J]. 煤矿开采，2003（01）54-55. ［3］ 刘秀洲 . 交叉巷道立交安全施工技术措施研究 [J]. 山东煤炭科技，2019（06）13-1419. 观察。 【参考书目】 ［1］ 张忠玉 . 注浆加固技术在掘进工作面过断层中 的 应 用 [J]. 技 术 与 市 场，2017，24（04） 189191. ［2］ 刘勇洪 . 大跨度矩形巷道变形破坏机制及其控制 技术 [J]. 煤矿安全，2019，50（02）81-85. ［3］ 朱家学 . 锚网索喷注联合支护在深部软岩巷道中 的应用 [J]. 中州煤炭，2012（03）7-9. ［4］ 徐胜利 . 巷道围岩注浆加固技术在王坡煤矿的应 用 [J]. 山西煤炭，2013（07）66-67. ［5］ 张喜传，周玉军，张海波 . 基于新型注浆材料的 工作面过破碎断层措施 [J]. 煤矿安全，2018，49 （09）187-189193. （上接第 34 页）