反向交岔點施工新方法

陳永銀

(潞安新疆煤化工(集團)有限公司，新疆哈密839003)

?

反向交岔點施工新方法

陳永銀

(潞安新疆煤化工(集團)有限公司，新疆哈密839003)

［摘要］針對傳統反向交岔點的施工需要二次成巷、不經濟、安全不可靠的現狀，提出了一種新型反向施工交岔點的方法:即先施工副巷，后施工主巷，提前設計出施工方法，并給出每循環斷面設計和支護參數。通過砂墩子礦典型反向交岔點的施工對此方法進行了細致的解析。實踐證明此法節省了材料，共節約錨桿110余套，錨索近30套和大量截齒;節省了一半的成巷時間，同時可保證原有巷道有一半頂板直接成巷，不需挑掉原支護，實現交岔點安全快速形成。

［關鍵詞］反向交岔點;施工新方法;循環設計;安全快速

［引用格式］陳永銀.反向交岔點施工新方法［J］.煤礦開采，2015，20 (2) : 60－62.

Simultaneous Drifting Design and Construction Method of Reverse Intersection

交岔點是煤礦井下受力狀態較為復雜、施工工序和工藝不同于普通井巷工程的一種工程形態。有學者將交岔點分為柱墻式和穿尖式2種，車場、大巷及甩車場等基本為柱墻式，橫川、開切眼、穿巷等地段為穿尖式［1］。

國內外的研究部分集中在施工工藝和技術上，如反向臺階法施工等［2－4］。部分將研究重點放在交岔點的變形機制和維護方式上［5－7］。條件較簡單、斷面相對較小的采用工鋼棚支護、錨噴支護并錨索補強支護即可，對于埋深較大、圍巖軟弱等條件分別采取了錨網噴+錨索+底角錨桿+中間巖柱雙控錨索的耦合支護技術、淺孔與深孔超前預注漿進行加固并進一步安裝頂板三維錨索和幫部預應力桁架補強支護等支護措施，均取得了不錯的效果。

井下交岔點施工方法有2種，一種是正向施工方法，一種是反向施工方法。正向施工方法是由主巷道開始(即直線巷道)直接施工交岔點，按照設計直接掘進。可一次成巷。反向施工方法是:由原巷道(即轉彎巷道)反向向主巷方向施工，施工到主巷直線位置停下，再回頭刷大施工交岔點，是二次成巷。

通常反向施工交岔點都是按照設計交岔點的方位、坡度及原小斷面先施工到位停止后，再反向施工刷大交岔點，全部刷大，這樣拱頂部分的錨桿就要被全部開掉，重新補打新的錨桿，既浪費了材料，又給施工帶來了不便，如截割頂部錨桿時，易損壞截齒，并且也不安全，因為后面的主巷沒有形成系統，沒有退路，加之前面全部開掉，如遇到漏頂，人員沒有退路，安全上不可靠。

1　反向交岔點施工新方法

經過多次摸索探究出一種反向施工交岔點施工方法，做到一次成巷，安全可靠。要點為:先施工副巷(即轉彎巷道施工結束后，施工正向設計交岔點設計的開幫刷大部分)，后施工主巷，按照提前設計好的施工方法施工，達到巷道一次成巷(部分)，返回刷大時能夠安全可靠。根據交岔點正向施工的設計，重新設計出反向施工交岔點的平面圖，再根據平面圖設計出施工每排的斷面圖。現以潞新砂墩子礦交岔點為例進行反向交岔點設計及施工介紹。

設計反向施工大、小拱圖的方法是，根據大拱的墻高變化和巷寬的變化(墻高的變化是根據反向施工最后一排的最大墻高與交岔點處最大斷面的最小墻高之差除以反向施工交岔點的長度，得出每米直墻高的差值，再根據每循環的進尺米數，求出每循環大拱的直墻高。大拱的拱寬是根據設計平面圖變化的巷寬而定，先畫出每一架大拱的輪廓線，將小拱(小拱的巷寬是固定不變的)的左側直墻與大拱的左側直墻對齊。再將小拱圖形整體向上平移使拱頂與大拱拱頂重合，將小拱的兩直墻輪廓線延伸到大拱底部(即底板)，就得出了小拱的墻高。這樣就完成了反向交岔點各大、小拱斷面施工圖，如圖1、圖2所示。

施工時按照設計的中腰線坡度，給出中線與腰線，中線的方位角是正向刷大時的刷大反方位角，腰線的坡度是交岔點設計的底板坡度。施工時按照腰線和每排大、小拱的墻高找出大小拱的圓心，直接畫出大小拱的輪廓。截割時直接按照輪廓截割，大小拱就自然形成，左半部大拱可直接上永久支護如錨桿、錨索等，右半部小拱打錨桿即可，待返回刷大后再打錨索等永久支護。

圖1　砂墩子礦典型交岔點正向施工斷面

圖2　砂墩子礦典型交岔點反向刷大施工斷面

如圖3、圖4所示:掘出巷道后，拱頂的一半(左半部)可以直接打上固定的錨桿、錨索。這樣既可保證造型美觀又能在成型的一半拱頂上(左半弧)，打上永久支護。施工至前方停止位置時，再回頭根據(圖1)正向施工刷大的斷面圖進行回頭刷大交岔點，因為有了原來的巷道一半的永久支護，給返回刷大施工帶來安全保障。

圖3　第2排反向施工錨桿錨索支護布置

反向施工交岔點時:前兩個循環達不到一次成巷，因為掘進機的截割臂不能上揚90°，不能直接施工出交岔點的最大高度，所以前兩個循環按照45°的傾角向上挑頂，根據大拱的設計高度和小拱高度的差值，兩個循環即可達到大拱的高度。

圖4　第18排正向施工錨桿錨索支護布置

由第0排向第1排施工時，要沿著45°的傾角向上挑高，挑高的高度為排距的尺寸。而且要向右加寬，加寬的尺寸為達到大于第1排大拱寬度一半的尺寸為準，為第1排向第2排施工時找大拱圓心打好基礎。第1排向第2排施工時，直接挑到設計大拱的高度，寬度縮回至原小拱斷面的寬度。第2排向第3排施工時，根據設計好的大拱斷面開始降落，小拱的高度隨大拱降落。以后以此類推，直至交岔點結束。

2　反向交岔點施工要點及評價

這種施工方法要求中腰線很嚴格，必須由測量部門配合接點，給出中腰線。需要強調的是，設計斷面腰線一定要與底板平行，腰線到底板的坡度是固定不變的。無論是施工副巷，還是返回刷大施工主巷，腰線都是與底板平行的。這樣才能準確地確定出大、小拱基線的高度，才能準確找到大、小拱的圓心，從而準確地畫出大、小拱的輪廓線。

設計交岔點時(為節省不必要的開挖量，交岔點牛鼻子處的墻高為最小，通常比開幫點處的墻高低500mm)，大拱的墻高從交岔點牛鼻子開始到與主巷斷面交接處的墻高在不斷地升高，拱高是不斷下降的，所以施工時每循環都要重新畫輪廓線，如圖2所示，在施工中要嚴格按中腰線確定畫輪廓的圓心，確保按照輪廓線截割，才能達到施工與設計相符。

返回刷大時，按照主巷的方位角，再根據正向刷大的巷寬、找到每一排的圓心畫出刷大輪廓。圓心的找法:根據給定的刷大中線、腰線找出圓心，由于圓心在空中沒有依靠，要有兩人拉好線，另有一人用錨桿等剛體固定住尺的圓心，另一人用尺按照該排的半徑畫拱的輪廓。每排都要畫出截割輪廓線，直至刷大至牛鼻子結束。

此設計及施工方法與通常的施工方法相比有以下優點:

(1)一次成巷安全可靠此方法是回頭正向刷大時，在有一部分永久支護的情況下刷擴，不用將拱頂部分全部開掉，只刷大剩余部分，施工時安全可靠。

(2)節省材料對比通常的先小斷面施工，以巷寬5.4m計算，拱頂部分需打設錨桿11根，間距0.8m;截割時可保留一半的拱頂支護錨桿，每排可節省支護錨桿5.5根。1個交岔點按照20排計算，可節省110根支護錨桿;對比通常的小斷面施工，原小斷面布置錨索，全斷面8.48÷1.6 = 5.3根/排，1個交岔點按照10排錨索計算，可節省支護錨索5.3÷2×10= 26.5根;還可節省返回刷大截割錨桿、截割錨索滾筒截齒的損耗。

(3)節省時間返回正向刷大時只需開掉原小拱頂的右半部，不用將拱頂部分全部開掉，節省了刷大的時間，節省了重新補打錨桿、錨索的時間;返回刷大時，原左半部的小拱，不用再初噴，節省了初噴的時間。為提高進尺速度奠定了基礎。

3　主要結論

(1)根據砂墩子礦的現場條件，提出一種新型反向交岔點施工方法，即先施工副巷，后施工主巷，提前設計出施工方法，做到一次成巷。

(2)以某典型大斷面交岔點為例，詳細介紹了每循環設計、施工及相應的錨桿、錨索支護參數。

(3)反向施工應特別注意腰線的給出標準。與傳統方法相比，新方法具有安全可靠、節省材料、節約時間等優點。

［參考文獻］

［1］陳旭.關于礦井交岔點設計研究［J］.河南科技，2013 (4) : 35－36.

［2］李鵬，周鵬飛.井下大斷面交岔點刷擴及支護的安全技術［J］.煤，2011，20 (7) : 71－72，86.

［3］高學東.反向全斷面掘進交岔點施工技術應用［J］.煤礦支護，2007 (4) : 39－41.

［4］徐海波.軟巖頂板大斷面交岔點刷擴施工工藝［J］.科技資訊，2010 (20) : 126.

［5］王炯，孫曉明，郝育喜，等.深井大斷面交岔點變形機理及穩定性控制研究［J］.煤炭科學技術，2014，42 (5) .

［6］王成，張農，李桂臣，等.巷道交岔點的數值模擬分析與支護［J］.采礦與安全工程學報，2008，25 (4) .

［7］吳增光，郭殿峰，胡學軍，等.錨索加固技術在大斷面交岔點的應用［J］.煤炭科學技術，2001，29 (11) : 8－9.

［責任編輯:林健］

［作者簡介］陳永銀(1983－)，男，河南信陽人，工程師，現任潞安新疆公司建設發展處副處長，主要從事煤礦生產技術管理工作。

［DOI］10.13532/j.cnki.cn11－3677/td.2015.02.017

［收稿日期］2014－08－06

［中圖分類號］TD264

［文獻標識碼］B

［文章編號］1006-6225 (2015) 02-0060-03