【摘 要】本文介紹了麥垛山煤礦井下輔助水平11采區(qū)半煤巖運(yùn)輸巷機(jī)頭硐室的施工方法。針對(duì)該硐室斷面大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜等特點(diǎn)，通過采取分段正臺(tái)階法施工法，安全順利完成了施工任務(wù)，該方法對(duì)煤礦井下同類大斷面機(jī)電硐室施工有著積極的推廣意義。

【關(guān)鍵詞】大斷面；硐室；施工技術(shù)

麥垛山煤礦位于寧夏寧東地區(qū)鴛鴦湖礦區(qū)，設(shè)計(jì)原煤產(chǎn)量800萬(wàn)噸/年。該礦輔助水平11采區(qū)半煤巖運(yùn)輸巷機(jī)頭硐室是井下皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一，硐室設(shè)計(jì)斷面大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、巖層頂板層理發(fā)育且淋水較大，以及作為主要機(jī)電硐室工程質(zhì)量要求較高。經(jīng)充分論證，施工中采用了分層正臺(tái)階施工法和錨網(wǎng)索噴一次成巷施工技術(shù)，保證了施工安全質(zhì)量，加快了進(jìn)度，降低了工程成本，取得了較好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益，

1.工程概況

輔助水平11采區(qū)6煤帶式輸送機(jī)機(jī)頭硐室全長(zhǎng)39.7m，硐室共有5個(gè)不同斷面，其中最大的5-5斷面掘進(jìn)寬度8800mm，掘進(jìn)高度7350mm，噴厚150mm，鋪底厚度200mm，掘進(jìn)斷面為56.16m2。硐室圍巖以粗砂巖和中砂巖為主，巖性中硬， 硬度系數(shù)f=4～6，巖層層理較為發(fā)育且含有淋水。硐室設(shè)計(jì)為錨網(wǎng)索鋼帶噴射砼聯(lián)合支護(hù)，噴射砼強(qiáng)度C25，厚度150mm。

2.施工技術(shù)方案

2.1大斷面硐室常見施工方法

煤礦井下大斷面硐室施工，根據(jù)圍巖穩(wěn)定性和斷面大小主要有三種常用施工方法：全斷面施工法、臺(tái)階式分層施工法和導(dǎo)硐施工法。全斷面施工法就是在按掘進(jìn)全斷面設(shè)計(jì)爆破圖表，一次性起爆掘進(jìn)的施工方法，一般應(yīng)用于掘進(jìn)斷面不大于30㎡的硐室。這種施工方法在圍巖穩(wěn)定、頂板整體性較好的巷道施工效率較高，但在掘進(jìn)斷面較大時(shí)，因相應(yīng)裝藥量也較大導(dǎo)致光爆成型不易控制且全斷面起爆難度較大。臺(tái)階式分層施工法是在硐室斷面較大時(shí)， 將硐室的全斷面分層分塊形成臺(tái)階狀，按照一定的施工順序分次進(jìn)行掘支作業(yè)的方法。先施工上分層工作面時(shí)稱為正臺(tái)階工作面施工法，先施工下分層時(shí)稱為反臺(tái)階工作面施工法。導(dǎo)硐施工法是先以一定的小斷面掘進(jìn)施工，之后擴(kuò)刷達(dá)到設(shè)計(jì)斷面的施工方法，一般應(yīng)用于含水較大巖層松軟等地質(zhì)條件較為復(fù)雜的巖層。

2.2機(jī)頭硐室正臺(tái)階施工方法和錨網(wǎng)索噴一次成巷施工技術(shù)

根據(jù)輔助水平11采區(qū)6煤帶式輸送機(jī)機(jī)頭硐室工程概況和水文地質(zhì)條件，經(jīng)充分論證，該硐室采用正臺(tái)階分層施工法和錨網(wǎng)索噴一次成巷施工最為合理高效。施工作業(yè)設(shè)計(jì)將全斷面分為5塊，根據(jù)掘進(jìn)順序劃分為：上部-左中-右中-左下-右下，各塊區(qū)斷面大小在施工中可以適當(dāng)調(diào)整。錨網(wǎng)索噴射混凝土永久支護(hù)隨同各塊掘進(jìn)同步分區(qū)進(jìn)行施工。采用該施工方法主要有以下優(yōu)點(diǎn)：

（1）正臺(tái)階工作面施工法在第一塊區(qū)掘進(jìn)后，即可按永久設(shè)計(jì)要求，一次性施工錨網(wǎng)索噴支護(hù)工序，使硐室拱頂部永久支護(hù)緊跟工作面，及時(shí)有效的保證大斷面硐室施工中最為關(guān)鍵的頂板安全。

（2）按照上中下的施工基本順序，在施工下方時(shí)，拱頂及墻部均已經(jīng)完成了錨網(wǎng)索和初噴支護(hù)，有效控制了硐室圍巖和工作面正前方浮矸危石的安全隱患。

（3）分為5個(gè)區(qū)段的正臺(tái)階即上而下施工，施工人員直接分層蹬渣作業(yè)，不需要反復(fù)搭設(shè)施工平臺(tái)。

（4）正臺(tái)階施工最大程度利用了永久支護(hù)方式，避免了導(dǎo)硐施工法和反臺(tái)階施工在全斷面未形成時(shí)需要施工的錨網(wǎng)噴臨時(shí)支護(hù)。

3.施工技術(shù)要求

3.1 硐室掘進(jìn)

本硐室采用普通鉆眼爆破法掘進(jìn)施工，工作面采用淺孔光面爆破，每段掘進(jìn)長(zhǎng)度1.2m，各區(qū)塊掘進(jìn)時(shí)均分別為一次性爆破施工。

3.1.1 打眼前，必須根據(jù)中腰線在工作面標(biāo)定出硐室斷面輪廓線。

3.1.2 工作面炮眼布置必須按照設(shè)計(jì)的爆破圖表進(jìn)行作業(yè)，掘進(jìn)爆破參數(shù)根據(jù)斷面和巖性變化，由技術(shù)人員負(fù)責(zé)及時(shí)調(diào)整并指導(dǎo)。

3.1.3 打眼工操作人員執(zhí)行定人、定鉆、定位、定眼、定時(shí)、定質(zhì)量的六定責(zé)任制度。

3.2 錨桿和錨索架設(shè)

3.2.1 錨桿和錨索支護(hù)要緊跟工作面，工作面不得空頂作業(yè)，炮后最大空頂距離不得大于1.2m。

3.2.2 嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)間排距打注錨桿，錨桿間排距誤差不得超過設(shè)計(jì)值±50mm。

3.2.3 錨桿安裝每孔1根Z2370型樹脂藥卷，使用錨固劑固定錨桿時(shí)，先應(yīng)將孔壁沖洗干凈，安裝過程中必須將樹脂藥卷用錨桿桿體均勻推至孔底，捅破后攪拌均勻，安裝過程不能中斷要一錨到底，樹脂固化后安設(shè)托板并用專用機(jī)械套筒將螺帽上緊，并確保錨桿托板緊貼巖面。

3.2.4 錨索的材質(zhì)、規(guī)格、結(jié)構(gòu)、強(qiáng)度必須符合設(shè)計(jì)要求。本硐室錨索規(guī)格為φ17.8×7300mm鋼絞線，每根錨索充填3節(jié)Z2370樹脂藥卷，錨索外露300mm，錨深7000mm，錨索鎖定后的預(yù)應(yīng)力設(shè)計(jì)值為200KN，施工中不得小于90%。

3.3 噴射混凝土

3.3.1噴射前必須用高壓風(fēng)水沖洗巖面，在巷道拱頂和兩幫應(yīng)掛好凈斷面輪廓線。

3.3.2噴射過程中應(yīng)分區(qū)段進(jìn)行，區(qū)段高度不超過1.5米，要求噴漿工應(yīng)使噴槍均勻呈螺旋狀一圈壓半圈進(jìn)行，圈徑不超過300mm，噴頭與受噴面距離保持1m左右。

3.3.3噴射混凝土要攪拌均勻，噴射時(shí)噴漿機(jī)供風(fēng)壓力為0.45MPa，水壓應(yīng)比風(fēng)壓高0.1MPa左右，水灰比掌握在0.3～0.5之間。

3.3.4噴射混凝土作業(yè)每次厚度應(yīng)為30～50mm，復(fù)噴間隔時(shí)間一般不得超過2h。

4.硐室附屬工程的施工

4.1 硐室頂板淋水處理

機(jī)頭硐室作為主要機(jī)電硐室，對(duì)于頂板淋水和防水有嚴(yán)格要求，硐室噴射混凝土中也已設(shè)計(jì)添加了防水劑。對(duì)于淋水較大的地段噴漿無法封堵時(shí)，在施工頂部錨桿和錨索的時(shí)，同時(shí)要打眼形成專用導(dǎo)水孔進(jìn)行導(dǎo)水。導(dǎo)水孔孔深2.5m—5m，在導(dǎo)水孔中插入導(dǎo)水管并將管口與周邊錨網(wǎng)固定好，在噴射混凝土?xí)r對(duì)導(dǎo)水孔口部位進(jìn)行嚴(yán)密封閉，使頂板淋水能夠沿導(dǎo)水管流至指定位置。

4.2 起重梁梁窩

硐室施工中，起重梁梁窩要在墻部完成掘進(jìn)后應(yīng)隨即安排進(jìn)行掘進(jìn)，否則在噴射混凝土成巷作業(yè)后，梁窩將無法進(jìn)行單獨(dú)爆破而風(fēng)鎬支刷難度很大。為保證梁窩位置以及不因梁窩影響墻部噴射混凝土觀感，梁窩完成掘進(jìn)后在噴射混凝土?xí)r，可加工并安設(shè)簡(jiǎn)易梁窩木模具，按墻部預(yù)留孔方式進(jìn)行噴射混凝土處理。

4.3 相通巷道連接段

機(jī)頭硐室連接的硐室通路、配電硐室、操作間硐室等連接處， 在施工過程中要作為重點(diǎn)部位加強(qiáng)支護(hù)。根據(jù)具體位置關(guān)系，在爆破時(shí)要防止崩塌，在錨網(wǎng)支護(hù)時(shí)要合理有效的布置好加強(qiáng)支護(hù)的方式，以防地層來壓時(shí)，連接處應(yīng)力較為集中，出現(xiàn)裂縫或垮塌現(xiàn)象。

5.結(jié)語(yǔ)

煤礦井下大斷面硐室施工，由于受井下地質(zhì)條件所限， 一直是礦建工程施工中的主要難點(diǎn)之一。該硐室施工采用正臺(tái)階階分層施工和錨網(wǎng)索噴一次成巷施工技術(shù)，合理安排各項(xiàng)工序，精心優(yōu)化施工參數(shù)，在保證了施工安全質(zhì)量的同時(shí)加快了工程進(jìn)度，降低了施工成本，取得了較好的經(jīng)濟(jì)技術(shù)效益，對(duì)于井下同類大斷面硐室的施工值得積極推廣。

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作者簡(jiǎn)介：

黨慶業(yè)，男，工程師，1994年畢業(yè)于山西礦業(yè)學(xué)院，具有多年煤礦施工技術(shù)管理經(jīng)驗(yàn)，現(xiàn)任甘肅華能工程建設(shè)有限公司副總經(jīng)理兼總工程師。