陳曉春

(大同煤礦集團雁崖煤業(yè)公司)

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塔山礦大斷面硐室施工工藝

陳曉春

(大同煤礦集團雁崖煤業(yè)公司)

摘要由于煤礦井下施工條件有限，對于大斷面硐室施工一次性成型困難，特別是在軟巖煤層中進行大斷面硐室施工時，錨索無法完全錨固于穩(wěn)定的巖層內(nèi)，因此，硐室先期的掘進支護復(fù)雜、施工難度較大、施工速度慢，施工時搭工作盤存在較大的安全隱患。為此，詳細介紹了導(dǎo)硐施工工藝在塔山礦一號搭接硐室施工中的應(yīng)用成果，實踐證明：該工藝不僅加快了大斷面施工速度，而且提高了施工安全系數(shù)。

關(guān)鍵詞軟巖煤層大斷面施工導(dǎo)硐施工安全系數(shù)

1概述

塔山礦一號搭接硐室位于+1 070 m水平膠帶輸送機大巷2 475 m里程位置，坐落于3#～5#煤層內(nèi)，3#～5#煤層平均厚17.65 m，硐室施工段煤厚28 m，采用中央上導(dǎo)硐分層施工工藝。硐室設(shè)計凈長66.019 m，由外至內(nèi)分喇叭口、主硐室、拉緊硐室3個部分，均為半圓拱形斷面。主硐室凈長26 m、毛寬11.5 m、凈寬10 m、毛高10.8 m、凈高10 m、毛斷面積108.8 m2、凈斷面積89.25 m2，如圖1所示。

圖1　塔山一號搭接硐室施工平面(單位：mm)

2導(dǎo)硐施工工藝

采取中央上導(dǎo)硐分層施工工藝，頂部破碎段采用撞楔超前支護方法(俗稱“插鋼針”)，兩幫采用小導(dǎo)管注漿法注漿[1-5]。撞楔采用1寸鋼管，每根長3 m，撞楔插孔深2.5 m，沿頂部輪廓線布置，撞楔間距300 mm。撞楔插入完畢后，用錨桿、錨索、金屬網(wǎng)、W鋼帶將撞楔與頂板固定，每茬炮進1.8 m，炮后支護，再次插入撞楔，如此循環(huán)，確保頂板完整。兩幫選擇壁后注漿固化的施工方法，每層的掘進、起底完工后向主硐室兩幫進行預(yù)注漿，漿液使用水泥-水玻璃雙液漿，體積濃度為1.25∶1.0。小導(dǎo)管安設(shè)，用YT-28風(fēng)鉆打眼，打眼直徑42～50 mm，并用吹管將砂石吹出，用帶沖擊的YT-28風(fēng)鉆將小導(dǎo)管頂入孔中，或直接用錘擊插入鋼管，用塑膠泥封堵導(dǎo)管孔口周圍及工作面上的裂縫。注漿口最高壓力嚴(yán)格控制在0.5 MPa以內(nèi)，以防壓裂工作面，控制進漿速度，一般每根導(dǎo)管雙液總進量控制在30 L/min以內(nèi)，每根導(dǎo)管內(nèi)注漿量由計算確定，若壓力上升，流量減少，盡管注漿量未達到計算值，但孔口壓力若已達到0.5 MPa，則應(yīng)結(jié)束注漿。

3喇叭口、主硐室施工工藝

小導(dǎo)管注漿后，距主硐室9.3 m(距工作面0.8 m )處，頂板坡度按+33°、底板坡度按+30°，寬度按4.0 m上掘，喇叭口1#導(dǎo)硐掘進至主硐室時在中線、腰線的指引下施工。1#導(dǎo)硐施工且注漿完畢后由外向內(nèi)擴刷2#導(dǎo)硐，2#導(dǎo)硐擴刷完后擴刷3#導(dǎo)硐，擴刷方法相似。擴刷炮眼沿掘進方向鉆進，每茬炮眼深1.5 m。硐室周邊眼距400 mm，最小抵抗線450 mm，其余眼間距不大于650 mm，周邊眼每眼裝藥量300 g，其他眼每眼裝藥量800 g，擴刷一茬，支護一茬。4#、7#導(dǎo)硐分2層起至預(yù)計位置，起底炮眼垂直于底板向下鉆進，眼深1.8 m，炮眼間距不大于650 mm，每眼裝藥量1 000 g。4#、7#導(dǎo)硐分別起底完畢、兩幫注漿后，先擴刷5#、8#導(dǎo)硐，后擴刷6#、9#導(dǎo)硐，擴刷方法與2#、3#導(dǎo)硐一致。導(dǎo)硐施工順序見圖2。

4支護工藝

(1)主硐室采用導(dǎo)硐法施工。由上至下分3層施工，每層分3個導(dǎo)硐。上層中間導(dǎo)硐先注漿后掘進、支護，兩側(cè)導(dǎo)硐注漿后擴刷、支護；中層、下層中間導(dǎo)硐先起底，兩側(cè)導(dǎo)硐注漿后擴刷、支護。1#導(dǎo)硐為掘進施工，4#、7#導(dǎo)硐為起底施工，5#、6#、8#、9#導(dǎo)硐為擴刷施工。導(dǎo)硐均由外向內(nèi)掘進、起底、擴刷。每一掘進循環(huán)進尺1.0 m，掘進眼深1.2 m。每一起底循環(huán)段長最大3.3 m，每段內(nèi)分2層起底，每一擴刷段長1.5 m。掘進、起底、擴刷后立即按要求由外向內(nèi)進行臨時和永久支護，支護完后再進行下一循環(huán)。

圖2　導(dǎo)硐施工順序(單位：mm)

(2)掘進前拱部分段進行小導(dǎo)管注漿支護。鋼格柵架設(shè)于錨桿、金屬網(wǎng)、錨索、前探梁下工作。錨桿、錨索前部空頂噴射混凝土封閉，噴厚50 mm。 頂部錨、網(wǎng)、索、格柵支護完畢后首先打兩幫錨桿，然后噴射混凝土。準(zhǔn)確測量錨桿或錨索、組合錨索眼位，標(biāo)定眼位后由外向內(nèi)施工。導(dǎo)硐1全部掘出后兩幫進行注漿。

(3)4#、7#導(dǎo)硐按每次起底段長要求起底后，兩幫進行打錨桿噴射混凝土臨時支護。4#、7#導(dǎo)硐全部掘出后兩幫進行注漿。

(4)2#、3#、5#、6#、8#、9#導(dǎo)硐按每次擴刷段長要求擴刷后，硐室周邊按設(shè)計要求進行一次支護。注漿孔兩幫間排距4 m，注漿孔眼深5 m，水平鉆進。小導(dǎo)管注漿的注漿間距400 mm，注漿孔向斜上方5°～7°鉆進。

5結(jié)語

塔山礦含煤地層屬石炭二疊紀(jì)煤層，煤層發(fā)育條件差，采用傳統(tǒng)工藝施工大斷面硐室，存在施工效率低、成本高等問題。為此，對該礦一號搭接硐室采用導(dǎo)硐施工工藝，取得了較好的效果，經(jīng)濟、安全效益顯著，有一定的推廣價值。

參考文獻

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(收稿日期2015-12-28)

陳曉春(1983—)，男，助理工程師， 037003 山西省大同市。