復雜條件下巷道立交貫通技術的研究與應用

龔亞光，劉光旭，劉星樂，雒玉飛

（兗州煤業股份有限公司興隆莊煤礦，山東 濟寧 272100）

0 引言

隨著礦井服務年限的逐步增加我礦采煤掘進工作的不斷推進，我礦采區內巷道布置不斷增加老巷較多，礦井剩余儲量減少造成生產接續日漸緊張。為滿足回采工作面回采的安裝、運輸、通風等需要，需優化巷道布置，減少巷道的施工，提高掘進效率等需要；在掘進巷道的施工設計、施工過程中，不斷出現掘進巷道大斷面多巷道貫通、立交貫通等復雜復雜條件下的貫通等情況。我礦施工的四采下部集運巷同時貫通的老巷多、貫通點斷面大、高差大，傳統的貫通及支護施工方式難以滿足施工的要求，因此迫切需要對該處貫通施工的支護方式及貫通方案進行了研究并應用在現場實踐中。

1 貫通施工方案

1.1 貫通現場簡述

四采區為礦井主要生產采區，四采下部集運巷承擔該采區主要煤流運輸任務。該巷道施工先施工CD段，然后倒機施工CE段，如圖1所示。

該巷道D點貫通位置需在B4322下順、四采中部運煤巷及四采下部集運巷下段形成的四通口處進行貫通，貫通后多巷道交叉點范圍內斷面大、支護困難。如圖2所示。

圖1 四采下部集運巷掘進期間平剖面圖

圖2 D點貫通支護大樣圖

該巷道E點貫通位置需在八采探煤巷與十采一橫軌道巷形成的四通口處進行貫通，貫通后多巷道交叉點范圍內斷面大、支護困難；貫通后巷道斷面大、支護困難；為滿足煤流轉載點的高差要求，四采下部集運巷分別與八采探煤巷、十采一橫軌道巷形成23.5m的高差，為滿足設計要求需同時嚴格控制中線、腰線確保貫通方位及高差滿足設計有的要求。

1.2 貫通點巷道斷面要求

為滿足DSJ-140-8×315膠帶輸送機中間部分安裝要求，四采下部集運巷CD段采用微梯形斷面，具體要求為上凈寬4.0m、下凈寬4.6m、巷道高度為3.8～4.0m；

為滿足安裝帶寬1.4mDSJ-140-8×315膠帶運輸機輸送機機頭部分安裝要求，四采下部集運巷機頭硐室段（即CE段）采用大斜長的梯形斷面，需按照具體要求為上凈寬為6.5m、下凈寬為8.1m進行施工、巷道高度為3.8～4.0m；沿四采下部集運巷CE段施工方位（即335°30′方位）335°30′方位具體擴寬規格為：左幫側頂板擴寬0.4m，自頂板向下1.5m處，確保左幫距巷道中心線達3.35m；右側頂板擴寬1.3m，自頂板向下1.5m處，確保右幫距巷道中心線達4.1m

2 貫通點附近支護方式

2.1 四采下部集運巷上段貫通點D支護方式

1）每排施工2棵錨索，錨索布置在鋼帶第3#及4#個錨桿孔內（自左向右）。

2）距貫通點剩余10m開始，每排施工4棵錨索，錨索布置在鋼帶第1#、3#、4#及7#錨桿孔內（自左向右）。

3）自D點開始向四采中部運煤巷膠帶輸送機機頭方向15m范圍內，在四采中部運煤巷內每排施工1棵錨索，錨索布置在非膠帶輸送機側的鋼帶頭處。

4）自D點開始向B4322下順槽配電點方向15m范圍內，在B4322下順槽內每排施工2棵錨索，錨索分別布置在巷道中心線及非軌道側鋼帶頭位置。

5）在四采中部運煤巷及B4322下順槽內采用長度4.0m的π形梁配合單體液壓支柱進一步加強支護。具體支設方式為：一梁五柱，每條π形梁兩端頭各支設一棵單體支柱，中間均勻支設3棵單體支柱，柱間距為1.0m；兩條π形梁端頭間距1.0m。

2.2 四采下部集運巷上段貫通點E支護方式

1）機頭硐室沿335°30′方位左幫擴寬時，巷道左幫擴寬0.4m，右幫回縮0.4m，正常布置4.8m鋼帶；機頭硐室沿335°30′方位右幫采用1.9m短鋼帶與正常鋼帶搭接布置，搭接長度不小于0.2m，并在短鋼帶右側孔內每隔1排布置1棵錨索；機頭硐室施工期間每隔1排布置3棵錨索，錨索布置在鋼帶第1#、4#及7#個錨桿孔內（自左向右）；

2）貫通點（E點）10m范圍內，在十采一橫皮、十采一橫皮西及八采探煤巷內，施工加固錨索，確保每排布置2棵錨索；

3）貫通點（E點）15m范圍內，在八采探煤巷內段施工加固錨索，確保達到每排；布置2棵錨索；

4）貫通附近所有加強支護措施，嚴格按照貫通點（E點）附近支護大樣圖進行施；

5）為滿足綜掘機過透口需要，提前按照要求將八采探煤巷內段沙垛施工完畢。

圖3 E點貫通支護大樣圖

3 實際應用效果

1）巷道臨近貫通點（E點）采用大斜長梯形斷面，既縮小斷面的上凈寬度，又滿足安裝的需求；機頭硐室開寬過程中采用偏線開寬的方式，避免了二次開寬造成錨桿浪費，節約了施工時間；提前打沙袋垛，既加強了頂板支護，又為掘進安全通行創造了條件。

2）根據設計要求四采下部集運巷與十采一橫皮貫通后高差不低于3.5m，施工起始位置距貫通點（E點）接近100m，施工過程中最多截割巖石3m，地質條件較為復雜，為順利貫通，地測部門多次校訂數據，施工單位嚴格控制腰線坡度，實現巷道順利貫通，達到設計要求。

3）多巷道、大斷面以及大高差、立交貫通技術的研究在四采下部集運巷得到應用，貫通點支護方式得到更好的優化，支護強度滿足要求；大高差貫通的施工方式，為今后煤流系統的轉載創造了良好的條件。