礦井深部泵房擴修設計與施工

馬興東（貴州肥礦能源有限公司，貴州 晴隆 561400）

礦井深部泵房擴修設計與施工

馬興東
（貴州肥礦能源有限公司，貴州 晴隆 561400）

煤礦分三個水平進行開采，目前 -120水平已大量開采，-280水平為正在正常開采的水平，-480水平目前正在準備回采當中。目前-480水平頂板承受壓力較大，-480水平中央泵房變形嚴重。為保證深部開采需要，必須對深部水平泵房進行擴修。擴修設計通過對巷道內承壓狀況進行受力分析，匹配合理的支護強度，對施工程序進行科學的分配，施工過程不但確保施工工序合理進行，還要保證水泵房的不間斷正常工作。施工過程歷時5個月，施工完成后受力觀察半年有余，效果非常顯著。

桁架式管路支撐；讓壓支護作用；反拱形底板澆筑

1　概況

井田-480m水平為礦井下組煤主要延深水平（第三水平），現在正在開拓施工。采煤方法主要采用單一及傾斜分層走向長壁采煤法后退式開采，全部垮落法處理采空區。-480泵房巷道原凈寬4500mm，凈高6450mm，開拓水平-480m（垂深600m），泵房長度45m，圍巖硬度低（粉砂巖）。由于地壓大，圍巖強度低，巷道掘出后，頂底板變形量大，圍巖變形嚴重，出現以下情況：頂板高度無變化，無水泵一側巷幫移近量0.8m，另一側移近量0.6m，直接影響了管路支撐；作為起重梁的22I型槽鋼變形嚴重，大部分被擰成麻花狀；巷道部分地段底鼓，底鼓變化200mm以內。經研究決定對-480m泵房進行擴修。

2　管路支撐的內涵與做法

（1）理論上梁支撐大型管路存在兩個方面的要求，一個是梁自身的穩定性，長寬比合格，各方向上支撐力相同，不產生失穩，電動機開啟時，強大的顫動帶動個整管路的劇烈晃動，不能加以穩固，可能造成整個管路系統的破壞，支撐架使用后，管路與支撐系統要成為一個穩定的支撐體。二是梁的承重能力，大型管路其自身的重量大，支撐物的承壓能力要求要大，長年使用過程中不出現斷裂開焊等情況發生。

（2）理論研究與設計根據管路支撐的兩大要求，經技術部門的分析，確定根據桁架支護原理來設計支撐體。桁架支撐體能保證自身的穩定特性，同時只要梁的材質合格，其承載能力必定大大提高。根據現場測量，共需加支撐腿20組。

（3）施工施工前對現場進行會審，劃定鋼梁架設位置。鋼梁架設要根據設計要求位置安設，開幫不得放炮，并且在保護好所有管路閥門的情況下用風鎬開掘巷幫，開幫前必須先檢查施工地點的支護狀況，找掉活矸活石，確保頂板安全后再進行開幫工作，對于阻礙管路敷設的錨桿要重新刷幫緊固后鋸斷多余部分。

3　擴修施工的設計與施工

（1）根據巷道變形情況，需設計足夠的寬度來承受巷道變形的威脅，保證巷道變形后不至于壓到管路。

錨噴支護為巷道支護方式中比較穩定且承壓能力最大的支護方式，要繼續使用這種支護方式需要對錨桿的支護參數做重新的調整，完成巷道的最終設計要求。

（2）普通螺紋鋼錨桿其壓力達到極限時容易產生螺紋帽退出，錨桿牌變形等情況，承壓能力小，承受剛性沖擊能力小。經研究采用讓壓錨固原理，在正常樹脂錨固的情況下，采用讓壓錨桿，讓壓錨桿有抗沖擊能力強，有緩沖效果，當收到壓力擠壓過程中，錨桿上的讓壓管受壓變形，緩沖壓力，增加壓力釋放，保證錨桿在承壓過程中時時達到支撐效果。

（3）擴修施工方法保護擴修范圍內開關柜；開關共兩臺，不得移動，必須進行保護，嚴防砸壞，且要保證其正常工作，不得因施工而斷電。

搭設腳手架工作平臺，腳手架最上一層鋪設厚度不小于50mm板梁，板梁之間用扣扒扒牢，各層之間也鋪板梁平臺，用于人員上下。采用風鎬自東向西，按線自巷道中開始分別向兩側刷大拱部，每刷出一排錨桿及時截去原錨桿長出部分，并掛網緊固好原錨桿；按錨桿布置重新打注新錨桿直至拱基線。分別刷兩墻，嚴格按照巷道設計成型施工。根據現場施工要求，補充現場要求原錨桿截掉后剩余部分為臨時支護，開足一排錨桿支護一排保證支護及時有效。施工人員在腳手架上工作必須系好安全帶，安全帶上部栓在頂板已經上好的錨桿上。

（4）鋼梁架設后經過6個月的觀察，位置得當，有個別有壓彎，但壓彎不明顯，在合適的范圍內。主要原因是預留的空間不足，或者預留空間過于平直造成，變形較小，不影響正常使用。

（5）反拱底板澆筑巷道頂幫施工完成后要對巷道的底板進行澆筑施工反拱，兩墻開出后，首先向下開挖墻基礎，按開出寬度向下開挖不小于1m，剔出原反底拱配筋，重新布置配筋與原配筋焊接，最后澆出基礎；墻體要壓在澆筑基礎上。所有泵基礎全部更換一體底盤，基礎重新抹底。

鋼筋籠子采用直徑18mm的螺紋鋼焊接成鋼筋框架，每斷面用兩個框架搭接組成，每個框架外緣弧長3.2m，內緣弧長3.0m，每組鋼筋籠子弦長5500mm，框架橫向截面為200×200mm，框架內緣縱向焊兩根縱筋，用于錨桿壓盤固定，兩根縱筋間距為80mm，框架間距為1m，焊點強度不低于鋼筋強度。

底板澆筑澆筑采用澆注混凝土作為永久支護，一次澆筑所用混凝土強度標號為C20，C20配比為：水泥∶沙∶石子=1∶1.76∶3.41。澆筑用水泥為425#普通硅酸鹽水泥，石子粒徑為20～40mm，砂為純凈的河砂，石子和砂在使用前過篩洗凈，水灰比為0.5，攪拌混凝土要用干凈水，混凝土要攪拌均勻。

全部完成后，整個泵房施工成一個近似橢圓的形狀，在巷道形狀與承壓能力研究中，越近似于圓形的巷道承壓能力越大，通過這樣施工后，巷道承壓能力成為一個穩固的整體，保證有效和合理的使用空間的同時，其承壓能力得到了大大提高。

4　后續施工工作

（1）通風通道施工通風通道因長期受壓，變形嚴重。重新進行開挖后重新進行了布置，砌筑臺階，開裂的噴體全部找掉后復噴等工作。

（2）水泵更換一體地盤擴修完成后進行了水泵一體底盤的更換，一體式底盤是將電動機與水泵接合在一起的固定式地盤，其作用有效的減少啟動及運行過程中的晃動。開掘出基礎，安裝后重新進行澆筑。

5　效果

施工后巷道保證了水泵的正常工作空間及管路空間，工作完成后3個月進行現場勘測，巷幫移近量5cm，頂板無變形，錨桿錨固力正常，達到和超過了預計目的，管路支撐保證水泵正常開啟，支撐架無一變形。起重鋼梁無變形。

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.18.069

馬興東（1977-），男，山東肥城人，從事采礦專業技術工作。