主斜井过冻结段快速施工技术探讨

摘要: 吕临能化霍州煤电庞庞塔煤矿主斜井过冻结段采用普通钻爆法，Ｕ29型钢底梁加双层钢筋混凝土铺底，混凝土输送泵配合液压钢模台车浇筑钢筋混凝土砌碹，自卸式汽车配合前卸式6m³箕斗排矸，通过合理的劳动组织，精细化管理与施工，探索出一种较合理的施工方法,连续3个月实现月成井50m（不含躲避硐）,首例实现安全顺利通过斜井冻结段。

关键词：斜井；冻结段；快速施工方法。

中图分类号：TU74文献标识码： A 文章编号：

一、工程概况:

庞庞塔煤矿主斜井冻结段主要穿过黄土和黄土中夹杂钙质土的少量砾石层。表土层中含水量较大（>20m³/h）。井筒冻结段净宽5.2m，净高4.1m，倾角-16.0°，S净=18.41m2；冻结段斜长288.35m, S掘=30.96m2 ，第一次支护为架设U29型钢棚，后铺设钢筋网+喷射混凝土（厚度为130mm），二次支护为钢筋混凝土砌碹（厚度为570mm）；冻结段躲避硐设计共7个，计10.5m；砌碹混凝土强度为C45，台阶、铺底为C25。混凝土中添加BR型增强防水剂，加入量为40Kg/m3。根据冻结施工过程中的情况添加防冻剂，U29型钢架棚之间用Φ25螺纹钢筋加工而成的连接钩进行连接。砌碹所配钢筋为Φ25Ⅱ级螺纹钢筋，环筋间距300mm，纵筋间距300mm,16#铁丝绑扎。

后附：冻结段永久支护图

二、施工机械装备

庞庞塔煤矿主斜井由中煤第一建设公司第十工程处承建，冻结段施工所用机械设备详见下表。

施工使用设备一览表

三、 施工方法

3.1掘进

冻结段采用人工使用风镐配合挖掘机破岩土，风镐刷帮进行掘进，当冻结段冻结半径进入荒径超过500mm，冻结硬度较高，风镐、挖掘机无法破岩土时，采用爆破方法。使用YT―28型风钻、φ22mm中空六角钢钎钻杆、φ32mm“一”字型合金钢钻头凿岩，眼深1200mm，循环进尺1000mm。采用两班掘进、架棚，一班初喷、砌碹。在施工时根据冻结壁进入荒径的情况调整爆破图表。

附：冻结风化基岩段爆破炮眼三视图

爆破岩土条件

装药联线及放炮：打完眼后，用扫眼器吹净炮眼内杂物，放炮员严格按照爆破图表要求分别将电雷管和火药装入炮眼内，用竹质或木质炮棍轻轻捣实，并封上炮泥。采用正向连续装药，脚线串联，放炮母线采用铜芯绝缘线。为了防止炮眼内结冰而无法装药,采取边打眼边进行装罐冻结盐水并及时用棉纱封堵防止盐水流出。迎头工作面全部打完炮眼后及时扫眼、装药连线。

爆破材料采用抗冻水胶炸药，药卷直径φ27m，I、Ⅲ、V段煤矿许用毫秒延期电雷管，MFB―200型发炮器起爆。在施工过程中，要根据爆破效果随时调整炮眼布置与装药结构，以达到更好的爆破效果。

冻结段爆破参数的选择应符合《规范》4－2－28条规定，为确保冻结管不受炮震影响而断裂，施工过程中必须采取如下组织管理及技术措施。

①周边眼在布置时依据所处部位冻结管偏斜情况，进行必要调整，确保巷道掘进两帮与设计帮布置的冻结管距离不小于1.2米。

②依据现场情况，确定周边眼装药量。

③采用防冻炸药，严格控制掏槽眼、辅助眼、周边眼的装药量。

④采用正向装药起爆方式，眼口均用炮泥封堵严实。

⑤在合理选择爆破参数的同时，加强与冻结单位的联系，每次爆破前，停止盐水循环，待爆破后检查无误恢复正常运转。

3.2排矸（土）：采用小型挖掘机装矸，JK-2.5/20绞车牵引6m³前卸式箕斗单钩提升，地面进行翻矸，矸石排往矿方指定地点。

3.3、临时支护：采用挖掘机将工作面的岩土挖掘出后，圆木抬梁,木背板将工作面的顶板进行维护。若岩土冻结不够结实，有出现塌落迹象，要进行超前支护，具体方法为用1.5寸的钢管截成4m长一根，一头切割成尖头，用风钻打入断面肩窝以上顶板部位，间距500mm，排与排之间搓茬不低于500mm,永久支护时将钢管隐蔽在顶部，保证工作人员在有效支护的前提下施工。

3.4、永久支护

1）、架棚支护：将工作面的岩土出净后，检查断面尺寸符合设计要求后进行架设U29型钢金属棚。

架棚时，首先将底梁按照设计间距放在合适的位置，将设计的短节通过钢板与底梁焊接，然后进行立腿，立腿前底角要加垫50×200×500mm的木板进行穿鞋，增大承压面。搭接处通过U29标准卡缆进行连接，工作面搭设稳固的工作平台，人员站平台上，下面人员将棚腿串移到露出平台上面，然后人员将棚梁放在平台上，通过人工将U29型棚梁连接。接头搭接好安装卡缆，找正棚梁，安装上连接钩，然后在金属棚后面安装金属网片,搭接绑扎完毕后用木板背顶、背帮。超挖处用木板背牢，喷射混凝土充填至设计要求。

2）喷射混凝土：采用ZP―V型喷浆机喷砼，喷射顺序为从基础开始，先墙部，后拱部，喷砼前，将受喷U29型钢棚用压风吹干净。通过φ57×3mm无缝钢管制作喷枪向受喷岩面喷射砼，喷浆机安放位置随着工作面的延伸而前移。

3）、永久支护：井口工业广场设料场，JS―750L型搅拌机，混凝土通过明槽段

5 m位置处顶板预留流灰孔（500mm*500mm）流入混凝土输送车,副提绞车牵引0.6m3轨道式混凝土输送车运输混凝土至工作面。冻结段砼强度等级为砌碹用C45，喷浆用砼为C25，铺底、水沟、台阶为C25。冻结段采用复合支护，一次支护采用U29型钢架棚喷射混凝土支护，二次支护为单层钢筋混凝土支护，支护厚度700mm，每 9m复壁一次。

冻结段根据冻结施工单位施工方案按9m为一段长进行冻结和掘砌施工，一次支护施工完后，进行9m段长钢筋混凝土铺底，铺底结束后采用滑模台车，从上向工作面进行整体浇筑钢筋混凝土，以减少混凝土接茬。混凝土浇筑时，两侧要对称浇筑，并用风动振捣棒捣固密实。

备注：软岩及破碎带的施工采用短段掘砌，破碎锤，人工风镐挖掘等。掘进、刷帮，尽量减小对围岩的破坏等综合施工方案。

4、劳动组织

①采用综合施工形式，按专业化班组配备，采用“三八制”作业，两掘一喷，两掘进班每班八小时内必须完成1个循环，喷浆班必须将掘出巷道喷至设计要求，严禁围岩，防止因风化、解冻而脱落。②后侧井壁浇筑人员要及时进行支模，浇筑钢筋混凝土，进行永久支护，以达到掘出部分迅速成巷。由于进入冻结段后井筒内温度低，混凝土中要适当加入防冻剂。③机电人员进行设备的动态检修，确保设备完好运行。④工程队成立QC小组，随时解决施工中存在的技术难题。⑤加强职工培训，提高施工人员的操作技能，尽可能减小工作面影响。⑥对队制定小班任务奖制度，采取激励方式提高施工人员的积极性，充分挖掘施工人员的劳动潜力。⑦工程技术人员及项目部管理人员实行全天班制度，确保现场安全顺利施工。⑧成巷部分若解冻临水较大，影响施工，要采取壁后注浆堵水的方法治水，保障工作面正常施工。

附：冻结段施工正规循环作业图表

5、 烧割冻结管路

冻结段掘进中冻结管随掘随割，采用氧气、乙炔气割管路。首先和冻结段单位联系好，在割管前必须以文字形式通知冻结单位，冻结单位必须采用压风吹掉暴露在施工断面内的冻结管内的循环液体，在合适位置进行气割，将剩余管路内的液体引入工作面的集水水仓内，通过水泵排出井外。管路内的液体流完后从底板和顶板位置割除管路。地面要对施工过后的管口进行焊接封堵，防止小型物体掉入管内。气割地点附近20米内不得有易燃易爆品。保证风机正常运转。施焊过程中必须指定专人组织指挥，并负责及时扑灭施焊过程中产生的火星。施焊完毕后，必须有专人负责检查将所有火星扑灭，确认无安全隐患后方可离开。电焊机用完后要及时抬出井口。

6、施工成果：庞庞塔煤矿主斜井冻结段288.35m,其中于2010年6月至2010年8月，历史3个月，平均月成井50m,顺利通过斜井冻结段,首例实现斜井冻结特凿成功,为斜井冻结施工积累了经验.

7、结束语：

根据井筒岩石及地质水文情况，选择冻结法施工并配备相应的机械化设备和先进的施工工艺，配备综合素质较高的矿建施工队伍，发挥QC小组的探索公关作用，运用先进的管理办法，强化过程管理，项目部及队领导真正发挥作用，现场协调解决问题，集思广益。通过考核奖励等办法，挖掘施工人员的劳动潜力，发扬不怕累，不怕苦的特别能战斗精神，坚持实现每一个循环，最终实现了安全顺利通过斜井冻结段施工工程，创全国首例。

附：超前临时支护断面、剖面位置图

附：冻结段永久支护图

施工正规循环作业图表