松软破碎岩层大断面箕斗装载硐室快速施工技术

摘 要：经过项目的研究与试验，探索出了一套适合于松软破碎岩层大断面箕斗装载硐室的施工技术和合理的支护参数。采用此方法仅用30 d完成了箕斗装载硐室的施工，没有通过吊盘搭设作业台的那种繁琐工序，施工工艺简化，岩帮时间短，施工安全有保障，井筒出矸与硐室内打眼、绑扎钢筋、立模等工作可平行作业，施工进度快，效率高，成本底，不占用井筒施工工期，具有重大的现实意义。

关键词：箕斗；硐室；快速施工

中图分类号：TD264.3 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2013）02-0155-02

1 矿井基本情况

大柳矿井及选煤厂项目是列入国家十三个大型煤炭基地之一的黄陇基地内规划的能源类重点建设项目，该矿井由华亭煤业集团有限责任公司出资51%，华能能源交通产业控股有限公司出资49%共同开发建设。矿井位于安新煤田深部，井田范围北以3891000纬线为界，南以安新煤田深部1号勘探线为界；西以煤5层隐伏露头为界，东以36399940经线为界。东西向长约6.37 km，南北宽约5.19 km，面积约27.889 km2。井田开拓设计采用立井单水平开拓，矿井建设规模2.40 Mt/a，服务年限55.3 a。

2 工程地质特征

箕斗装载硐室所穿越的围岩以泥岩和砂质泥岩为主，基本为软岩～极软岩（围岩分类为Ⅳ～Ⅴ），具有易风化、抗水浸能力差、遇水易散化等特点，箕斗装载硐室标高为+785.0～+772.0 m，井深-492.0～-505.0 m。

3 工程技术特征及支护方式

箕斗装载硐室高度为17 m，宽度为5.2 m。支护采用先锚索挂网喷砼，支护120 mm后砌碹500 mm，砌碹采用双层钢筋砼支护。分上、中、下3层施工，其中上层高度4.0m，含配煤胶带机巷和配煤胶带机巷硐室，规格分别为：4.5m（宽）×3.65 m（高）、4.0m（宽）×4.0 m（高），均采用双层钢筋砼支护，壁厚400 mm，另铺底200 mm，墙基400 mm（含铺底厚度）。配煤胶带机巷设水沟，配煤胶带机巷硐室作业要迎头浇筑墙，双层钢筋混凝土支护，壁厚400 mm，上层按设计3个基础坑，3个吊环。中层高度

8.5 m，在标高+776.5 m（-500.5 m）处，设液压控制室，规格为2.4 m（宽）×2.6 m（高），单层钢筋混凝土支护，壁厚250 mm，砼铺底200 mm，墙基400 mm（含铺底厚度）迎头设墙，单层钢筋混凝土支护，壁厚250 mm，中层底板砼铺底200 mm，并按要求预留3个基础坑。中层按设计施工梯子，下层高4.5 m，底板砼铺底200 mm，并施工梯子。

4 施工方案的选择

4.1 施工设备配置

施工设备利用井筒施工的设备，采用V型钢管凿井井架，两套单钩提升绞车，主提升为2JK-3.6/12.9型绞车配4.0 m3吊桶，副提升为JK-2.5/20型绞车配2 m3吊桶，装岩用HZ-6型中心回转抓岩机，井架二层台座钩式自动翻矸，8 t自卸汽车排矸；国产六臂伞型钻架配备YZGZ-70型凿岩机打眼，孔深4 m，爆破采用T200水胶炸药，6.5 m长脚线半秒延期导爆管；地面设电子计量集中〖CM（22）搅拌站，2.4 m3及1.6 m3底卸式吊桶下砼，段高5.0 m整体下移式金属模板浇注砼井壁。选用KJTX-JX-1型煤矿井筒通讯信号机，M12～3B型提升机综合后备保护仪，井筒防爆投光灯，电视监控系统。

4.2 施工方案的选择

该装载硐室工程结构复杂，施工难度大。在工程施工前，针对工程情况和井筒施工装备现状，召集工程技术人员对施工方案进行了商讨，认真分析比较，决定利用现有立井装备.施工方式采用“三八作业方式”，用YT-28型风动气腿式凿岩机开凿炮眼。为了保证工程与井筒的整体性，硐室施工采用与井筒同时施工方法，将硐室分为3个分层，依次从上向下将各分层随井筒掘进时一并掘出，井筒掘进面超前硐室1个分层，并依次从上向下与井筒掘砌交叉作业进行各层永久支护施工。硐室各分层施工均在永久支护的保护下进行，岩帮时间短，施工安全较有保障，井筒出矸与硐室内打眼、绑扎钢筋、立模等工作可平行作业，施工进度快，效率高，成本底，且符合该工程的实际情况。

5 施工顺序及施工方法

①施工方式。采用“三八作业方式”，用YT-28型风动气腿式凿岩机开凿炮眼。 施工方法：为了保证工程与井筒的整体性，硐室施工采用与井筒同时施工方法.

②施工顺序。在井筒施工到该工程上方1.0～2.0 m位置时，停止砌壁，根据围岩情况采取临时支护，然后继续向下掘进井筒，并在掘进井筒的同时，采取分层法施工箕斗装载硐室，井筒始终超前硐室一段段高，施工分4步进行：

首先，施工箕斗装载硐室的上层。掘进符合要求后，按设计预留配煤胶带机巷和配煤胶带机机头硐室开口位置进行临时支护，然后掘进配煤胶带机巷和配煤胶带机机头硐室，并进行临时支护，最后绑筋，支碹胎，碹拱并一次性进行浇筑。其次，施工箕斗装载硐室的中层。先对8.5 m段高的硐室中层按自上而下的顺序进行掘进，同时，对其三面进行临时支护，掘到设计标高时，打开液压控制硐室，其尺寸符合设计，进行临时支护，然后，绑筋、支碹胎和碹拱，同时安设基础合子，自下而上进行浇筑，使硐室井筒一体浇筑，一次成巷。第三，对箕斗装载硐室下层施工，按设计掘进、临时支护、绑筋，支碹胎碹拱，按自下而上浇筑砼的顺序施工。最后，对硐室用砼铺底，并按设计位置施工基础坑。

6 其他工序

6.1 掘进

采用“钻爆法”，用秒延期电雷管1～5段，水胶炸药爆破，380 V动力电源放炮。采用中心轴抓岩机与人工倒矸相配合出矸，3 m3的吊桶提升运输至地面，排矸车转运矸石到排矸场。

6.2 支护

6.2.1 临时支护

爆炮后在拱顶及时挂网，打注锚杆进行临时支护，在有安全可靠支护的前提下进行其它工序。对的围岩采取锚网索喷钢带式支护进行预应力加固式控制围岩。锚杆采用Ф20 mm高强度螺纹钢锚杆，长度1 800 mm；采用K2335、Z2360树脂药卷各一卷端头加长锚固；锚固总长度950 mm，锚杆间排距为1 m。锚索为MSS15-1-7.3，长7.3 m，Ф15.24 mm，菱形交错布置，间排距1.8 m×1.8 m，金属网为8#铁丝加工，网规格为1 000×3 700 mm，网孔为50×50 mm。钢带为14号槽钢，喷砼层120 mm，喷射混凝土不低于C25。

锚索锚固围岩层时，锚索与硐顶、硐壁应垂直布置，但锚索与岩层平角不得小于30°，锚索最小锚固力不得小于200 kN。锚索锚固形式为树脂注浆联合锚固，树脂药卷型号为Z2360，每个锚索安装时端头树脂药卷的用量为3个，索身全长注浆。

6.2.2 永久支护

箕斗装载硐室永久支护为钢筋混凝土结构，壁厚

500 mm（配煤胶带机巷，配煤胶带机头硐室壁厚400 mm、液压控制硐室壁厚250 mm），砼强度等级为C40，横筋、竖筋、拱形筋为Ф18 mm，构造筋Ф10 mm。

6.2.3 立碹胎

按设计尺寸组装硐室模板，立碹胎立撑子并加固，撑子采用建筑支架钢管，间排距均为1 m，层高为1 m。先按硐室的支护尺寸减去合子板厚度和碹基宽度尺寸为钢管尺寸，钢管用专用卡子连接牢固，使之成为一体，按中腰线摆正，碹基、碹拱采用10#槽钢加工而成，合子板采用特制金属合子板，钢管撑子摆正后，立碹基、碹拱，摆正合子板和摸板。在施工过程中由技术员指导，当班队长和班长负责。

6.2.4 砼铺底

模板拆掉后，采用C25砼对配煤胶带机巷，配煤胶带机头硐室、液压控制硐室，箕斗装载硐室中层、底层底板，进行铺底，铺底时要保持200 mm厚度，标高按腰线量好，找平。有基础坑的位置，用风镐按设计尺寸支好，装好木合子板，并与地面一次性浇筑好。

6.2.5 安装梯子和吊环

梯子安装前要先进行检查，各部件连接方式采用焊接，焊缝有效高度6 mm，竖框和上俯首要打磨光滑，扶手端口用橡皮塞堵严。梯子采用先凿梁窝安装，安装后对空隙用水泥砂浆充填密室。吊环焊完后进行抗拉力试验，要求抗拉力大于10 T，用树脂和注浆联合锚固，树脂药卷型号为Z2360。对梯子和吊环外露部分做好防腐处理工作。梯子加工用料如表1所示。

7 取得的效果

采用分层同步与井筒一起施工，该方法仅用30 d完成了箕斗装载硐室的施工，施工工艺简化，岩帮时间短，施工安全，井筒出矸与硐室内打眼、绑扎钢筋、立模等工作可平行作业，施工进度快，效率高，成本底，不占用井筒施工工期。

参考文献：

[1] 张伟民，严锡均.巷道岩体支护工程曲面的研究及应用[J].西安科技学院学报，1995，（2）.

[2] 李俊平.丰山铜矿南缘采区地压分析与控制[J].中国钼业，1999，（4）.

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