平面交叉巷道施工工藝及支護技術實踐

劉 廷

（潞安環能股份有限公司漳村煤礦，山西 長治 046032）

1 工程概況

山西潞安環能股份有限公司漳村煤礦的480m水平開采二疊系下統山西組下部的3 號煤層，煤層賦存穩定，結構較簡單，煤層平均厚度5.8m，煤層埋深500～517m。

480m 水平皮帶巷Ⅲ段（簡稱下巷）延伸掘進施工需穿越已成巷的26 回風巷Ⅱ段（簡稱上巷），要求皮帶大巷底板平緩，且不得出現破底工程，因此需要尋找既能滿足下巷層位不變又能滿足兩巷不得出現平面貫通的解決方法。具體位置關系如圖1所示。

上巷布置在下巷正西側41.2m，兩巷夾角86°。上巷沿頂布置，巷道斷面寬×高為5.4m×4.0m，下巷沿底布置，巷道斷面寬×高為5.4m×4.0m。

2 施工方案

2.1 挑頂人工建筑巷道

上巷挑頂人工建筑巷道，范圍25m，見圖2。上巷被下巷延伸段穿越8m 范圍人工建筑巷道，施工示意圖見圖3。交叉段上、下巷道斷面寬×高均為5.4m×3.5m，斷面積為18.9m2。

圖1 480 皮帶巷Ⅲ段延伸巷平面布置

圖2 26 回風巷Ⅱ段挑頂剖面

2.2 上巷錨網索支護參數

上巷挑頂后采用錨網索聯合支護。施工中線與上巷掘進期間中線一致；施工腰線：由南向北以13°01′10″上山挑頂施工7m，然后以0°腰線挑頂施工8m，最后以15°59′35″下山挑頂施工10m 至上巷原巷頂板層位后到位。

2.2.1 臨時支護

（1）頂板臨時支護。使用3 根1.3m 長的8#槽鋼，用螺帽固定在前一排頂錨桿上，配合剎桿進行臨時支護。

（2）迎面墻體臨時支護。挑頂高度超過1.5m時打設3 根玻璃鋼錨桿，配合剎桿進行臨時支護。挑頂高度不足1.5m 時迎面墻體掛金屬網進行臨時支護。

（3）兩幫各采用一根帶孔的1.2～1.5m 長8#槽鋼用螺帽固定在前一排幫上部錨桿上配合剎桿進行臨時管理。上部錨桿打設掛金屬網臨時支護后不再采用槽鋼支護[1]。

圖3 巷道交叉段施工示意

2.2.2 支護參數

錨 桿 規 格： 頂、 幫 均 采 用500#高 強度Ф22-M24-2400mm 螺 紋 鋼 錨 桿， 間 排 距950mm×1000mm，采用一支K2335 和一支Z2360樹脂藥卷錨固，設計錨固力不低于190kN。全部垂直煤巖面打設，允許有5°偏差。

兩幫新揭露的墻體上金屬網打設錨桿進行加固。錨桿打設根據挑頂量確定錨桿打設數量：當挑頂高度小于0.8m，兩幫上網各打設一根W 鋼帶護板加托盤（或250mm×250mm 單體托板）錨桿進行加固，錨桿打設于新揭露的巖體中部；當挑頂高度0.8～1.5m之間時，兩幫上網打設兩根錨桿進行加固，錨桿采用短鋼帶進行連接，間距不大于1m；當挑頂高度大于1.5m 時，兩幫上網打設三根錨桿進行加固，錨桿采用短鋼帶進行連接，間距不大于1m。

錨桿配件：采用高強錨桿螺母M24，配合拱型高強托板調心球墊和尼龍墊圈，拱形托板規格為150×150×10mm，拱高不低于36mm。

W 鋼帶護板規格：厚度4mm，寬280mm，長度450mm；單體托板規格：250×250×10mm，拱高不低于36mm。

網片：采用經緯網護頂，經緯網由10#鐵絲編織而成，網孔規格40mm×40mm，網片規格6200mm×1100mm。采用16#鐵絲雙絲雙扣綁扎，孔孔相聯。前后排網片對接，與幫網搭接，搭接長度100～200mm，單網雙聯。

錨索規格：錨索材料為Φ22mm，1×19 股高強度低松弛預應力鋼絞線，頂錨索長度為6300mm。以“3-3-3”布置，第一個“3”為原巷錨索剪切外露部分張拉復用，第二個“3”為無錨索架間巷中及巷中兩側1500mm 處各布置一根錨索，全部垂直煤巖面打設。采用一支K2335 和兩支Z2360 型樹脂藥卷錨固。

錨索托板：采用300×300×16mm 高強度可調心托板(拱高不低于60mm)及配套鎖具，承載能力不低于550kN。

2.3 下巷支護方式及參數

（1）施工順序：確定兩道料石墻位置→料石墻處兩幫掏槽→料石墻處底板拉底、夯實、找平→鋪金屬網、澆筑料石墻基礎→砌料石墻→料石墻上平鋪U29 直拱節→上鋼網、編織布、金屬網構筑人工建筑巷道（人工假頂厚0.8m）。

（2）支護基本要求：料石墻位置：分別距下巷中兩側各2.9～3.5m。料石墻體兩幫掏槽：掏槽寬度不小于0.6m，深度不小于0.5m，高度不小于2.5m。

料石墻體位置拉底施工：拉底寬度為1m，深度為0.2m，長度與墻體長度一致（即26 回風巷Ⅱ段巷道寬度+掏槽深度1.0m）。

料石墻體規格：寬度為0.6m，高度為1.7m。人工假頂兩幫掏槽：掏槽深度不小于0.5m，高度不小于3.0m。

U29 直拱節：長度為7m，間距0.5m。

鋼網規格：1060mm×300mm（長×寬）。

金屬網規格：7000mm×1000mm（長×寬）。

交叉段料石墻兩側采用矸石（料石）充填灌漿并抹面，保證巷道坡度平緩過渡。

480m 水平皮帶大巷Ⅲ段延伸段穿越前5m 時提前下調巷高至3.5m，穿越過程中直接通過人工建筑巷道，兩幫煤體各打設3 根單體錨桿，待穿越通過人工假頂5m 后，調高巷高至4.0m。

2.4 施工工藝

（1）按要求確定好料石墻位置。

（2）開幫拉底。掏槽四周必須掏至硬幫、硬底，并與煤體接實。幫槽深度見實體煤后進入實體煤不應小于0.5m，底槽深度為見實煤后0.2m。開下部幫時要先維護好上部幫，避免發生片幫傷人事故。每次開幫高度不超過1m，要一層層由上往下開，然后去掉幫上活煤，浮煤要及時轉運，不得影響施工[2]。

（3）澆筑混凝土基礎。將水泥、石子、砂按照1:2:3配比調制攪拌均勻，按照拉底范圍進行澆筑，澆筑后表面抹平與巷道底板平齊。

（4）砌墻。先將水泥、砂按1:3 比例調配均勻，其濕度以手捏成團后松開不散為宜。施工時，先在拉好的底板上鋪好50～80mm 厚的灰漿并鋪平。吊好垂線，擺好第一層料石。然后層層拉線砌筑料石，要做到料石之間灰漿飽滿、無空縫、無重縫，墻體四周與煤墻接觸嚴密，留有不少于100mm寬的裙邊。

（5）平鋪U29 直拱節。站在牢固的施工平臺上將U29 直拱節放置于料石墻上，間距0.5m。拱節上方上鋼網、鋪編織布。每片鋼網間要用網絲雙絲雙扣孔孔相連好。為了保證U29 直拱節放置平穩，可在拱節兩側進行支設，或者直拱節放置到位后先將料石墻上的拱節部分進行澆筑。

（6）澆筑人工假頂。澆筑人工假頂前先在U29直拱節編織布上方鋪設一層金屬網，金屬網覆蓋人工假頂全斷面，并使用綁絲進行隔孔相連。然后將水泥、石子、砂按照1:2:3 配比調制攪拌均勻進行澆筑。人工假頂必須一次性澆注完成，若材料一次性下不到位，最多分2 次進行澆注，但首次澆注250～300mm 厚度必須一次性澆注完整，保證混凝土與工鋼棚有效粘結，形成一整體。

（7）充填、灌漿、抹面。穿越段料石墻兩側采用矸石（料石）充填灌漿并抹面，保證巷道坡度平緩過渡。

3 施工注意事項

（1）人工假頂澆筑前，兩道墻體之間U 型平拱節以下段的26 回風巷Ⅱ段兩幫的幫網、幫鋼帶必須剪除拆掉。

（2）施工過程中必須嚴格堅持“敲幫問頂”、“先支后回”制度。挑頂過程中，原錨索若無失效，挑頂后可重新張拉至規定值，不再進行補打。挑頂改造后錨網支護施工質量必須符合國家標準。

（3）作業平臺搭設牢固，平臺板厚度不得小于80mm，寬度不小于1000mm。采用吊架平臺時吊鏈螺栓必須擰滿口并上好二道防線，平臺板采用鉛絲捆綁牢固，平臺上非作業側三面上好護網。

（4）整個施工過程中必須專人監護、專人負責，并搞好自保、互聯保工作，人員站位符合規定。整個施工過程中必須保證退路暢通，人員站位符合規定。施工時必須保護好巷內線纜、管路等設施[3]。

（5）人員站在平臺上必須站穩，找頂時避開巖體掉落區域，嚴防砸傷人員或人員墜落平臺致傷。挑頂量過大，可以在平臺上放置鐵凳、梯子，施工人員站在鐵凳、梯子上作業時，要做好防護措施，并要做好自保、互聯保工作。

4 結語

480m 水平皮帶巷Ⅲ段在未進行破底施工的情況下順利完成穿越 26 回風巷Ⅱ段，皮帶大巷既避免了大起大落的情況，又保證了巷道底板平整度，避免該穿越點下巷出現積水、皮帶飄帶等現象的發生，保證了兩巷未出現總進、總回通風系統短路。

施工工藝既能保證兩巷各自的支護強度，又能保證兩巷的大斷面要求，為平面交叉巷道的安全施工提供了行之有效的方法。