小巖柱巷道立交施工應用

武瑞龍

（貴州發耳煤業有限公司，貴州 水城 553017）

發耳煤礦三采區30305工作面走向長378 m，傾向長185 m，30305運輸順槽開口施工后往切眼方向沿3煤層頂板掘進，平均厚度為1.6 m，含夾矸1～2層，夾矸厚0.0～1.4，巖性為灰色泥巖，普氏硬度為2～4。3煤層傾角12～21 °，一般16 °，頂部含一層0～0.4 m厚的泥巖偽頂，遇水易軟化，巖石普氏硬度為f＝2～3。直接頂為厚1～3.5 m的粉砂質泥巖，巖石普氏硬度為f＝3～4。老頂為厚7.7～11 m的細砂巖，水平層理，裂隙發育，產豐富的植物葉片化石。巖石的普氏硬度為 4～6。3煤層與1煤層層間距11 m。

在30305運輸順槽開口后施工穿層段見1煤層后與三采區集中運輸巷貫通，穿層段開口施工30305運輸聯絡巷與三采區集中運輸巷立交，利用原設計30305運輸聯絡巷從30305運輸順槽開口，開門點巷道斷面上半部分為煤，下半部分為煤層的底板，為保證30305運輸聯絡巷與三采區集中軌道巷順利貫通并滿足輔助運輸需要，必須確保30305運輸聯絡巷為平巷，經過開口點、過集中運輸巷點、集中軌道巷貫通點高程實測，30305運輸聯絡巷底板與集中運輸巷頂板之間的巖柱太小，只有1.2～2.3 m，見圖1。

圖1 30305運輸聯絡巷布置平、剖面圖

1 30305運輸聯絡巷與集中運輸巷立交施工方案選擇

30305運輸聯絡巷與集中運輸巷立交施工有兩種方案：從30305運輸順槽穿層段開口按原設計的小巖柱施工及向一采區＋980 m水平大巷多施工平巷的施工方法。

第一種方案是按原設計方案與三采區集中運輸巷立交施工。第二種方案是預先計算出立交巖柱，保證巖柱不少于3 m，然后倒推計算向一采區＋980 m水平大巷方向多施工平巷，然后施工甩車場與三采區集中軌道巷貫通，預計多施工 30 m巷道， 施工工期10 d左右。兩種方案經過在技術、經濟及安全上進行對比論證，認為第一種方案省工期，不需多施工巷道，且不用施工甩車場巷道，減少運輸設備，有利于巷道的貫通控制。第二種方案多施工巷道，需投入大量的人力、物力。同時，掘進施工中需增加材料費用約15萬元。所以選擇第一種方案利用原設計方案與三采區集中運輸巷小巖柱直接立交施工。

2 立交施工工藝

掘進期間由于巷道立交，因此，根據30305運輸聯絡巷煤層底板巖性特征、立交情況，必須從開口點開始就要按中腰線嚴格控制巷道的掘進方向。到達拐向點后，也要嚴格按 3‰坡度掘進。巷道拐向后距離集中運輸距離只有3 m，就要嚴格控制裝藥量，減少對巖柱的震動。立交施工過程中，采取措施加強對底板的控制。在施工打眼時，將底眼提高1 000 mm，將裝藥量控制在200 g/孔，減少循環進尺，循環進尺從1.6 m降低到1.0 m左右，過8個循環立交完全通過集中運輸巷后恢復正常掘進。

3 立交施工護頂技術

由于立交施工期間，30305運輸聯絡巷正處于集中運輸巷上方，巖柱為1.2～2.3 m，在掘進施工期間，由于爆破、耙裝等原因易造成巖柱破碎、松動。為了防止巖柱破碎塌落帶來的冒頂事故，對三采區集中運輸巷立交施工地點前后采用鋼棚支護，其工藝過程如下：

（1）三采區集中運輸巷架設工字鋼棚：在巷道掘進到立交施工前，根據巖柱易破碎的情況，在巷道立交點前后各3 m架設工字鋼對棚。鋼棚采用11# 礦工鋼加工，棚與棚間距為0.8 m，每2架棚采用長×寬×厚＝0.8 m×0.09 m×0.05 m的撐木撐實，首尾各2架棚采用專用鋼棚固定板配合Φ20×1 000 mm錨桿固定于巷道頂幫，幫部各固定1道，頂板固定2 道，采用板材背頂、幫嚴實。

（2）在巷道掘進距離立交施工前3 m，爆破采用增加炮眼、減少裝藥量、放震動炮的方法進行施工，對立交地段的留底巖石通過耙裝及風鎬施工的方法嚴格控制對底板的破壞，并將底板刨平、順好。

4 結論

（1）施工完成后，集中運輸巷工字鋼棚及頂板無明顯下沉變形，說明立交處已形成一個穩固，穩定性好。

（2）采用架設工字鋼棚及放炮控制技術，使巖柱保持穩定，未與集中運輸巷貫通，保證了礦井通風系統的穩定可靠。

（3）此種方法簡單易行，方便操作，利于現場施工。

（4）經過實踐，此種方法可有效解決巖柱小立交巷道的問題。采用架設工字鋼棚及放炮控制過小巖柱立交是可行的。

5 需要注意的問題

（1）工字鋼棚長度、位置科學確定，必須借助測量人員精確確定架設工字鋼棚的位置，使鋼梁能夠發揮真正的作用。

（2）各施工過程必須以立交施工為重點，施工質量必須優良。

（3）耙裝機挪移不準在立交處施工，耙裝時輕耙、少耙，減少對巷道底板的破壞。

6 經濟效益分析

少掘12.7 m2巷道30 m，節約資金15萬元，節省工期10 d，經濟和社會效益顯著。

30305運輸聯絡巷采取小巖柱立交施工工藝順利形成，節省了工期，節約了資金。采取架棚和放炮控制護頂、保底，防止了冒頂事故的發生，保證了掘進期間的安全。本次小巖柱立交施工順利掘進巷道為類似條件下的巷道施工提供了借鑒經驗。