淺析煤礦井下大斷面硐室施工方法

楊榮基

(山東華新建筑工程集團有限責任公司,山東泰安 271219)

淺析煤礦井下大斷面硐室施工方法

楊榮基

(山東華新建筑工程集團有限責任公司,山東泰安 271219)

在煤礦企業的安全生產過程中，大斷面硐室承擔著非常重要的角色。大斷面硐室的施工方法和支護技術一直是礦井開拓掘進的難點。在施工過程中存在著掘進難度大,巷道支護設計要求高等問題。本文論述了大斷面硐室掘進施工順序和大斷面硐室支護方法，特別是樹杈形碹胎與滑軌移碹聯合施工法的應用，保證了礦井掘進施工的安全、質量和效率，促進了礦井的安全生產。

大斷面硐室 聯合支護 樹杈形碹胎

總所周知，大斷面硐室的施工方法和支護技術一直是礦井開拓掘進的難點。特別在松軟破碎煤層中施工大斷面硐室，更面臨著很多的困難，特別是支護問題，這就要求支護強度高，混凝土砌暄用殖胎跨度大，導致破胎易變形，殖胎不易移動等技術難題．如果在煤層中施工大斷面硐室時，能創造性地采用了錨網噴+鋼筋托梁+錨索+雙層配筋混凝土砌破聯合支護形式，精心研制使用樹杈形碹胎與滑軌移碹聯合施工法，并設計采用在滑軌上移殖等方法，就能確保礦井建設工程快速、安全、優質施工。本文以我國某礦為例，主要就其硐室掘進施工方法和支護方法作了簡要分析。

1 工程概況

該煤礦在930水平建有一膠帶機頭硐室，這一硐室處于松軟破碎煤層中，該硐室掘進斷面較大，約為47．4m2，屬于大斷面硐室，凈寬約為7．5m，凈高約為5．8m。

2 大斷面硐室掘進施工順序

由于該硐室所處煤層具有松軟破碎的特點，且硐室屬于大斷面施工，因而施工過程中面臨以下一系列困難：第一，支護工藝復雜；第二，施工難度大；第三，施工工序多而雜；第四，施工現場安全管理面臨的困難較多。為此，該礦井選擇了分層分段導硐施工法。這種方法是比較符合該礦井施工實際的，并可對煤層地質情況做充分的調查，并即時對掘進工藝和支護方法做出及時的調整。這種施工方法沒有固定的施工設備，并能靈活選擇掘進方法，這種施工方法的具體步驟如下。

(1)首先，結合硐室周圍地質情況，將硐室斷面劃分為四個施工區域。第一，先完成導硐工作，并開掘其上部，深度為1．4m，同時，還要采取網噴支護方法。此外，由于該硐室處于松軟破碎的煤層中，因此，為保證施工的安全進行，可選擇短掘短支的是施工工藝，但這種施工工藝必須保證臨時支護與掘進面同步推進，為避免硐室周邊的破壞，硐室周邊在放炮爆破時，應打淺眼鉆孔，必要時，還要使用人工的方式，如采用風鎬清理硐室周邊的凸出部分。然后，進行錨桿和錨索施工。第二，再進行導硐工作，開掘第二區域，掘進深度仍為1．4m，具體施工方法與掘進第一區域一致。

(2)對于硐室下部而言，其施工首先掘進第三區域，為方便清理碎石，應采用后退式掘進施工法。在進行擴掘工作時，應保證幫部符合設計的尺寸，并采取及時的支護。然后以同樣的施工方法來完成硐室下部第四區域的掘進。

(3)這種分層分段施工方法呈現出較大的靈活性，較強的安全性，較高的效益性。

3 大斷面硐室支護方法

3.1 支護形式和支護工藝

該硐室采用的支護方式為錨網噴等聯合支護，這一支護工作分為兩個步驟來完成，即外層支護為錨網噴和錨索等的聯合支護，而內層支護為雙層配筋混凝土砌碹支護。該硐室支護所使用的錨桿為螺紋鋼錨桿，這種錨桿具有較高的強度，其布置方式為“三花”形，間排距一樣，均為700mm，錨固劑選用樹脂。錨索的間排距也是一樣的，均為1600mm，其使用的錨固劑與錨桿的一樣。噴射的混凝土強度等級確定為C20，配筋的布置方式為雙向梅花形。縱筋采用的是圓鋼，其直徑為16mm，間距確定為250mm，橫筋也是采用圓鋼，但其直徑為20mm，排距與縱筋所使用的圓鋼一致，豎筋所采用的圓鋼的直徑較小，僅為10mm，但間排距較大，均為750mm。

3.2 樹杈形碹胎的制作與組裝

為更好完成混凝土的砌碹支護工作，必須選擇合理的碹胎，若其選型過小，則不能很好地承受其自身重力和混凝土澆筑層壓力，從而會發生較為嚴重的變形，嚴重時，混凝土澆筑層會發生嚴重的走樣，從而引發嚴重的安全事故；若存在選型過大問題，則井下空間不允許，也不利于后來的施工作業。經過多次論證，該煤礦最終確定為樹杈形碹胎與滑軌移碹聯合施工法，在進行大斷面硐室的混凝土支護工作時，可有效避免上述問題的出現。其具體施工步驟如下：

(1)首先，在進行硐室混凝土澆筑過程中，對基礎硐室中心線方向進行加寬，以更好地完成滑軌鋪設工作。

(2)上述滑軌基礎上進行軌道的鋪設工作，而后在硐室中心線方向完成底板軌道的鋪設工作。

(3)組裝碹胎。

(4)制作樹杈形碹胎，每套碹胎包括4個碹胎。碹胎是通過壓制槽鋼而成的，但在碹腿與地面接觸的部位進行底座焊接工作，以避免碹腿進入底板中。此外，為保證量碹胎之間的穩定，還應在量碹胎之間焊接40個銷子套。

(5)組裝樹杈形碹胎。第一，采用固定架桿將碹腿與樹杈形固定起來；第二，使用固定架桿將各樹杈形固定起來；第三，重復步驟1．上述各工作結束之后，則進行混凝土澆筑工作。

4 施工效果

(1)可以有效控制頂板，防止了大斷面碉室掘進過程中的頂板事故，確保了安全。

(2)減去了重復拆卸和安裝殖胎的工序，避免了部分連接螺栓因反復拆卸損壞而造成浪費。

(3)安全可靠性高，由于殖胎始終是一個整體，所以有效的解決了暄胎傾倒的問題。

(4)減輕了工作人員的勞動強度，提高了工效，節約了大量的時間和材料。

(5)由于殖胎是一次性組裝，整體移動，且穩定性好，所以很好的控制了工程質量，為工程質量達優作了充分保證。

(6)具有非常好的推廣與應用價值。

5 結語

總之，大斷面硐室施工技術的應用，有效地提高了礦井巷道穩定性，大大提高施工進度，保障了采掘銜接的順利進行，也為解決煤礦井下大斷面硐室的施工提供了有利的參考價值。

[1]王增新,王兆其,李殿保.大斷面懂事施工方法與支護設計[J].經營管理者,2011(20):308-308.

[2]路興義,李天佑.煤礦井下大斷面懂事施工法[J].中國西部科技,2008(29):50-52.

楊榮基(1981-),男,山東泰安人,2005年7月畢業于中國礦業大學采礦工程專業,現在山東華新建筑集團有限責任公司從事礦井建設及管理工作,項目部經理,助理工程師。