井下巷道丁字叉点施工技术创新

摘要：文章通过采用木棚配合L梁、将军柱暗抬门的支护方式，配合先抬门后放档的施工工艺，有效解决了井下巷道丁字叉点施工难题，既满足了交叉点的使用需求，又有效减小了交叉点支架型号，便于顶板管理，减轻了职工劳动强度，有效提高了巷道丁字叉点的支护强度，具有很好的推广价值。

关键词：丁字口；L梁；施工工艺

中图分类号：TD263 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）36-0086-02

煤矿井下由支巷向主巷施工丁字叉点时，需同时向两个相对的方向开掘新巷道，为使巷道交叉点能够同时满足向三个方向运输、通风和行人的需要，往往需要采用大型号支架进行支护。但支架的型号越大，交叉点顶板管理就越难，施工难度就越大，发生顶部冒落的危险性就越大，职工的安全系数也就越低。本文通过对井下巷道丁字叉点施工工艺的研究，提出采用木棚配合L梁、将军柱暗抬门施工技术，既满足了交叉点的使用需求，又有效减小了交叉点支架型号，便于顶板管理，减轻了职工劳动强度，有效提高了巷道丁字叉点的支护强度，具有很好的推广价值。

1 问题的提出

米村煤矿所采煤层为二叠系二1煤层，煤层厚度0.3～21m，平均7.0m，煤层倾角8°～30°，煤层强度f=0.2～0.3，直接顶为砂质泥岩5～18m，直接底为砂质泥岩7～11m，属典型的“三软”煤层。巷道交叉点处于交叉巷道支承压力叠加区，顶板悬漏面积及支架支护面积大，交叉点处是巷道支护方面的薄弱环节，且交叉点施工技术也相对比较繁琐，施工比较困难。以往的巷道交叉点支护方式主要为工字钢和L梁暗抬门两种，两种支护方式在米村矿都得到了很好的应用，而且效果很好。但在巷道丁字叉点处施工，二者均出现了较大的不足之处。

2 方案选择

图1 210051皮带巷与21采区集中皮带巷设计平面图

本文以米村煤矿210051皮带巷与21采区集中皮带巷交叉点为例（如图1），施工时由210051皮带巷向21采区集中皮带巷施工，施工至丁字口处需向左右两个方向开口施工21采区集中皮带巷，两巷均采用三心拱断面36#14m2U型钢支护。

2.1 工字钢暗抬门支护

如图2所示，由210051皮带巷向21采区集中皮带巷施工丁字叉点采用工字钢暗抬门支护时，由于需向两个方向同时开口，导致交叉点工字钢梁跨度达到6.2m，施工断面约达23m2，且该丁字叉点布置在原21081采空区内，顶板比较破碎。根据以往交叉点施工经验，若采用此种支护方式施工，不仅支护材料跨度较大，支护强度不能保证，而且交叉点顶板极难控制，施工安全难以保证。另外，若采用此种支护方式，从长远考虑，当该交叉点受压变形严重需扩修或工作面回采时，巷道支架与扩修和回采方向一致，支护方面将出现更大的难题。

图2 21采区集中皮带巷与210051皮带巷交叉点工字钢暗抬门支护

2.2 L梁配合将军柱暗抬门支护

L梁配合将军柱暗抬门支护方式（如图3）在米村煤矿得到了很好的应用，其断面设计煤墙侧采用三心拱断面U型钢断面，与原巷道保持一致，开口侧与工字钢暗抬门开口侧相同，该支护方式融合了三心拱断面与工字钢暗抬门的优点，不仅有效提高了巷道丁字叉点的支护强度，而且有效缩小了交叉点施工断面，提高了安全系数，同时交叉点整体美观性也得到了提高。

图3 L梁断面设计图

L梁暗抬门施工技术虽然有很大优势，但对于米村煤矿210051皮带巷与21采区集中皮带巷丁字叉点来说，若从21采区集中皮带巷向210051皮带巷开口施工将非常有利，但若从210051皮带巷向21采区集中皮带巷两个方向开口则会出现弊端。

3 解决方案

通过对两种支护方案的对比，很明显采用L梁暗抬门更能保证施工安全和丁字叉点支护强度，但它存在的弊端就必须解决。通过对L梁暗抬门原始设计及施工工艺进行研究，提出了采用木棚配合L梁、将军柱暗抬门的支护方式，配合先抬门后放档的施工工艺，即210051皮带巷施工到位后先抬门施工，再沿210051皮带巷中心线方向继续采用木棚小断面施工至21采区集中皮带巷上帮位置，然后再以21采区集中皮带巷中心线方向在木棚下方架设L梁，可有效解决上述弊端。

4 方案实施

4.1 施工工艺

该方案施工工艺为：施工210051皮带巷抬门施工木棚小断面架设L梁棚联锁加固。

4.1.1 支巷施工。沿210051皮带巷中心线方向施工，施工至抬门位置后采用5.4m垛子梁配合3.5m将军柱抬门，然后紧靠抬门棚采用2.0×3.0m（梁×柱）木棚单棚沿210051皮带巷中心线方向施工，施工至21采区集中皮带巷上帮位置后停止施工，如图4所示：

图4 抬门及木棚施工图

4.1.2 主巷施工。木棚施工结束后在木棚下方沿21采区集中皮带巷中心线方向采用L梁棚套棚施工，L梁弯曲侧采用U型钢柱，L梁直线侧架设在抬门梁上。L梁后侧与木棚空隙采用煤袋充填背实，如图5和图6所示（为便于显示，图5不再绘制木棚）：

图5 L梁施工平面图

图6 L梁施工断面图

4.2 主要技术要点

4.2.1 抬门施工时要提前进行测量，以确保抬门梁准确位置。

4.2.2 施工木棚时要求棚梁下沿适当高于21采区集中皮带巷巷顶，以便于架设L梁支架。

4.2.3 木棚规格可适当调整，能够满足架设L梁支架即可。

4.2.4 架设L梁支架前要提前进行测量，标定出21采区集中皮带巷设计中心线，以确保架设准确。

4.2.5 L梁与木棚之间空隙采用煤袋充填背实，要保证充填质量，以使支架受力均匀。

5 应用效果

（1）该方案有效解决了以往工字钢暗抬门存在的各种弊端，不仅有效提高了交叉点支护强度，而且减轻了职工劳动强度，交叉点整体美观性也得到了提高。

（2）通过该方案的实施不仅有效解决了L梁暗抬门不能同时向两个方向开口施工的弊端，而且也避免了工作面回采或交叉点维修时将遇到的难题，为类似情况下丁字叉点施工提出了新的解决方案。

作者简介：张飞龙（1985—），男，河南登封人，郑煤集团公司米村煤矿开拓掘进科主管技术员，助理工程师，研究方向：巷道掘进技术管理。