煤礦斜井井底車場交岔點施工技術(shù)分析

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摘要：沁裕煤礦的副斜井車場已經(jīng)掘進完成，需要對車場連接處的交岔點進行施工。為了保證掘進的速度和效率，采用了鉆爆法施工。詳細地介紹了交岔點的施工方案和支護方式，并簡單介紹了采取的安全措施，可以為類似條件下井底車場交岔點的施工提供參考。

關(guān)鍵詞：副斜井；井底車場；交岔點；施工方案；支護方式

在井底車場施工完成后，需要施工與大巷連接的道岔。保證道岔的施工質(zhì)量和速度，對于井底車場快速投入使用具有重要的意義。由于道岔施工時涉及到彎道的施工，具有一定的施工難度。因此，選取合適的道岔施工方案以及施工過程中的支護方式十分必要。本文詳細地介紹了井底車場交岔點彎道的導硐法，可以為類似情況下彎道的施工提供一定的參考。

1工程概況

沁裕煤礦副斜井井底直線車場掘進工程已施工完畢，接著將對車場與軌道大巷連接處的通道及3個交岔點進行施工，3個交岔點的相對位置如圖1所示。依據(jù)煤炭工業(yè)濟南設(shè)計研究院有限公司沁裕煤礦+900m井底車場交岔點施工設(shè)計圖，二號交岔點長5.038m，掘進體積208.2m3；三號交岔點設(shè)計總長度21.967m，掘進體積541.2m3；五號交岔點設(shè)計總長度21.967m，掘進體積541.2m3。井底車場巷道施工到二號交岔點位置時，先施工二號交岔點右轉(zhuǎn)彎巷道，一次成型到五號交岔點設(shè)計位置后，開始采用導硐法施工五號交岔點[1-2]。五號交岔點施工完畢后再用同樣的方案施工二號交岔點左轉(zhuǎn)彎巷道和三號交岔點。下面分析和介紹3個岔點的施工方案、支護方式和安全措施。

23個交岔點的施工方案

2.1二號交岔點的施工方案

先從副斜井井底車場開始擴刷二號交岔點至牛鼻子尖，擴刷長度為5038mm，寬度逐漸達到7020mm，高度達到4610mm；再從二號交岔點處以（右轉(zhuǎn)角22°28′29″）轉(zhuǎn)彎斷面（寬3500mm、高3550mm、直墻高1800mm）掘進過渡段至4336mm處，調(diào)整中心線（右轉(zhuǎn)角18°38′9″），沿線繼續(xù)掘進10988mm后，調(diào)整中心線（右轉(zhuǎn)角30°32′57″），然后再從牛鼻子五號交岔點處沿設(shè)計巷道右?guī)鸵詫ы戏ň蜻M13800mm后，調(diào)整中心線（15#煤層西翼軌道大巷掘進方位），沿15#煤層西翼軌道巷掘進。五號交岔點施工完畢后，再從二號牛鼻子交岔點處以（左轉(zhuǎn)角18°9′36″）轉(zhuǎn)彎斷面（寬3500mm、高3550mm、直墻高1800mm）掘進過渡段至4336mm處，調(diào)整中心線（左轉(zhuǎn)角22°57′2″），沿線繼續(xù)掘進10988mm后，調(diào)整中心線（左轉(zhuǎn)角30°34′45″），然后再從牛鼻子三號交岔點處以斷面掘進13800mm后，調(diào)整中心線（15#煤層西翼軌道大巷掘進方位），沿15#煤層軌道大巷掘進。牛鼻子左右拐彎施工示意圖如圖2所示。2.2三號和五號交岔點的施工方案考慮到三號交岔點與五號交岔點處于對稱狀態(tài)，在施工時操作相同。下面只介紹五號交岔點的施工方案。

2.2.1導硐法施工五號交岔點因施工方向與交岔點方向相反，因此先采用導硐法施工。具體方法如下：巷道掘進至A點后，以15#煤層西翼軌道大巷斷面為導硐斷面底板，沿設(shè)計巷道右?guī)鸵詫ы蠑嗝婢蜻M。導硐巷道掘進至B點后，按西翼軌道大巷斷面向前掘進5m（采用永久錨網(wǎng)索噴支護），然后返回開始擴刷交岔點至設(shè)計要求。導硐斷面為寬5300mm、高4450mm的半圓拱斷面。

2.2.2正臺階法擴刷成型五號交岔點導硐施工完畢后再按照交岔點設(shè)計斷面進行擴刷，擴刷交岔點時進行正臺階掘進（因斷面較高，不能進行全斷面一次爆破）。施工高度不足時，采用腳手架及寬度不小于300mm、厚度不小于50mm的木板搭設(shè)可靠的工作平臺。嚴格按照五號交岔點中腰線施工，控制好頂板每2m累加量。巷道擴刷時要淺打眼、少裝藥、放小炮，炮眼深度1.0～1.5m，每個炮眼裝藥半卷，封泥長度不得小于炮眼深度的1/2，每次起爆數(shù)量不超過5個。擴刷夠一排支護距離時及時進行永久支護。掘進采用普通鉆爆法施工，鉆眼機具采用YT28型鑿巖機，配以六角中空鋼釬鉆眼，釬桿尺寸為Φ22mm×2500mm。爆破采用煤礦乳化炸藥，毫秒延期電雷管引爆，MFB-200型發(fā)爆器起爆。ZWY-120型耙矸機裝矸，4m3箕斗排矸，絞車牽引至井底車場掛鉤點。工序為交接班→安全檢查→檢查瓦斯→標眼位→打眼→檢查瓦斯→裝藥連線→檢查瓦斯→撤人、放炮通風→檢查瓦斯→檢查處理頂幫活矸危石→臨時支護→出矸→上部錨網(wǎng)支護→出矸→下部錨網(wǎng)支護→初噴→清理→下一循環(huán)[3]。

33個交岔點的支護方式

3.1臨時支護方式

放炮后采用“前探梁+螺母吊環(huán)+背板”進行臨時支護。前探梁由長3600mm的鋼管制成，用吊環(huán)和錨桿固定，要求前探梁尾部超出吊環(huán)不小于100mm。吊環(huán)型式為圓型，每根前探梁用2個吊環(huán)。吊環(huán)螺母必須與錨桿配套，螺母必須上滿絲，錨桿錨固力不小于100kN/根。前探梁與頂板間橫向用木背板背嚴，木楔塞緊。木背板為長400mm、寬200mm、厚50mm的木板；臨時支護必須緊跟工作面，前探梁至工作面的距離不大于200mm，靠幫前探梁與巷幫距離為頂錨桿間距加300mm，且不大于1200mm，前探梁數(shù)量隨巷道尺寸變化而變化。放炮后最大控頂距不大于2000mm，放炮前最小控頂距不大于200mm。導硐巷道支護采用錨網(wǎng)噴支護。錨桿選用Φ20mm螺紋鋼錨桿，長度2500mm，間排距700mm×700mm，藥卷使用K2335、Z2360樹脂錨固劑各1支；金屬網(wǎng)由Φ6mm圓鋼焊制，網(wǎng)格100mm×100mm，規(guī)格為2000mm×1000mm，搭接長度100mm；托盤為150mm×150mm×8mm的金屬鋼板，噴漿厚度50mm，混凝土強度等級為C20[4]。擴刷時使用風鎬刺掉噴漿保護層，剪開網(wǎng)片，擰下錨桿螺母，卸下托盤。

3.2永久支護方式

采用錨網(wǎng)索噴聯(lián)合支護。a)錨桿形式和規(guī)格。桿體為Φ20mm高強度螺紋鋼錨桿，長度2500mm，桿尾螺紋為M22。b)錨固方式。樹脂加長錨固，采用2支錨固劑，一支規(guī)格為K2335，另一支規(guī)格為Z2360，鉆孔直徑為30mm。c)錨桿托板。采用強度配套的拱型高強度托盤配合球形墊和減阻尼龍墊圈，托板尺寸為150mm×150mm×8mm，承載能力不低于190kN。d)錨桿布置。錨桿間距700mm，排距700mm，頂部錨桿按巷道中心線打設(shè)，使用數(shù)量隨巷道斷面尺寸變化而變化，錨桿預緊力矩不小于100N•m。e)錨桿角度。兩幫底部錨桿向底部下傾25°打設(shè)，其他垂直壁墻90°布置。施工錨桿時全斷面鋪設(shè)金屬網(wǎng)片，網(wǎng)片采用Φ6mm圓鋼加工而成，規(guī)格2000mm×1000mm，網(wǎng)目規(guī)格100mm×100mm，兩個網(wǎng)片必須搭接，搭接長度100mm，搭接處必須連網(wǎng)，連網(wǎng)間距不大于200mm，采用雙股16#鍍鋅鐵絲雙絲雙扣梳辮法隔孔相連，布置在丁字筋或十字筋的交叉處，連網(wǎng)鐵絲扭結(jié)不小于3圈，扭結(jié)頭外露不小于30mm，朝向內(nèi)側(cè)。錨索規(guī)格：錨索材料為Φ17.8mm、1×7股高強度低松弛預應力鋼絞線，長度6500mm，延伸率4%，配合采用300mm×300mm×10mm的高強度可調(diào)心托板及配套鎖具，托盤要求拱高大于50mm，承載能力大于350kN。鉆孔直徑28mm，采用2支K2335和2支Z2360低黏度樹脂藥卷錨固，錨固長度1900mm，錨索初次張拉達到200kN。錨索布置間排距2100mm×2100mm，巷道中心線垂直頂板打設(shè)，使用數(shù)量隨巷道斷面尺寸變化而變化。噴漿支護厚度150mm，噴射混凝土強度等級為C20。每次噴漿時必須預留100mm的網(wǎng)邊，便于金屬網(wǎng)間搭接。

3.3加強支護

在牛鼻子尖處內(nèi)外兩側(cè)0.8m頂板處各打一排錨索，對頂板進行加強支護。為防止爆破對牛鼻子尖處圍巖造成損傷，在幫上打2排對拉錨索，第1排位于牛鼻子尖向內(nèi)0.8m處，第2排位于牛鼻子尖向內(nèi)2m處；每排2根，第1根距巷道底板1m，第2根距巷道底板2.5m[5]；角度均與牛鼻子尖另一側(cè)巷道幫部切線平行。所有加強支護要在滿足施工條件下及時完成。

4頂板管理安全措施

嚴格敲幫問頂制度，及時敲掉浮石活矸，防止掉渣傷人。必須堅持正確使用超前臨時支護，嚴禁空頂作業(yè)。爆破后及時前移前探梁裝置，并用專用吊環(huán)加緊，在移動前探梁時，要從外向內(nèi)進行。要求前探梁必須緊固有效，打錨索前應全面檢查頂板，確認安全后方可工作，并堅持執(zhí)行經(jīng)常性的敲幫問頂制度。前探吊環(huán)每移動一次，都要檢查它的結(jié)構(gòu)牢固情況，有無裂紋、開焊、損壞等，發(fā)現(xiàn)問題要及時更換。巷道開口前，施行淺打眼、少裝藥、放小炮的工藝開口掘進，兩巷交叉處或支護參數(shù)變更處用加密錨索方式加強支護。嚴格按照循環(huán)進尺施工，最大控頂距不得超過規(guī)定。必須及時進行臨時支護，加快打錨桿（錨索）速度，盡量縮短頂暴露時間和減小暴露面積，每次放炮后對工作面前后10m支護進行檢查，發(fā)現(xiàn)失效錨桿、索及時補打。掘進過程中要定期對巷道支護情況進行復查，發(fā)現(xiàn)問題及時處理。確認無安全隱患后方可繼續(xù)作業(yè)。

5結(jié)語

在井底車場掘進完成后，需要對連接大巷的交岔點進行施工。沁裕煤礦井底車場的交岔點在施工時采用了鉆爆法。在施工過程中，施工的工藝對于安全性和效率十分關(guān)鍵。詳細地介紹了井底車場交岔點的施工方案和采取的支護方式，重點介紹了導硐法和正臺階法在牛鼻子交岔點施工中的應用，可以為不具備一次成巷施工條件的交岔點的高效施工提供技術(shù)參考。

參考文獻：

［1］郭天龍.煤礦巷道掘進施工與支護技術(shù)初探［J］.石化技術(shù)，2019，26(12)：242-243.

［2］李曉非.煤礦巷道支護方案與支護參數(shù)優(yōu)化設(shè)計研究［J］.能源與環(huán)保，2019，41(11)：127-130.

［3］陳旋.3-邊角082運輸巷道支護設(shè)計及施工工藝［J］.中國礦山工程，2019，48(4)：26-29.

［4］呂兆海，趙長紅，張藝耘，等.+786m水平車場交岔點支護與施工工藝研究［J］.中國煤炭，2015，41(1)：55-57.

［5］種波凱.牛鼻子交岔點巷道一次成巷技術(shù)［J］.中州煤炭，2015(3)：86-88.

作者：張建新 單位：山西蘭花沁裕煤礦有限公司