黄陵一号煤矿软弱岩层中特大硐室施工技术

张志刚 王建东

（1、中鼎国际工程有限责任公司，江西 南昌 330000 2、陕西陕煤黄陵一号煤矿，陕西 黄陵 727307）

概述

陕西陕煤黄陵矿业有限公司一号煤矿是1991年12月开工建设，2001年由原国家计委验收正式竣工投产，矿井设计生产能力为420万吨/年，现矿井核定生产能力为500万吨/年。矿井开拓方式为平硐开拓，矿井通风方式为混合抽出式通风，矿井为高瓦斯矿井。西一皮带巷服务于六盘区、七盘区、八盘区，西一皮带巷设计长度为5900m，共安装了两部皮带运输机，在2600m处安装西一二部皮带，型号，电机功率为，带宽为，带速。该皮带采用个四驱动机，且四个驱动机均布置在皮带的同一侧，每两个驱动机为一组，这就要求施工两个驱动硐室，由于运输驱动机的体积和重量都相当大，在安装和检修时需要很大的空间。这就要求在皮带搭接处施工两个特大驱动硐室。

1 支护技术

1.1 巷道围岩类型的分析

2#煤层为六盘区主采煤层，煤层厚度为2.17m-2.59m，平均厚度2.45m，属中厚煤层。老顶为灰白色细粒石英砂岩，致密坚硬，厚度几米到20m，一般10m左右。抗压强度370-690kg/cm2，普氏硬度3.7-6.9，为中等坚固-坚固岩石，属稳定-中等稳定的不易冒落顶板。直接顶板以深灰色砂质泥岩及泥岩为主，局部为砂质泥岩及粉砂岩和砂泥岩互层，中厚层状至薄层状，水平层理和裂隙发育，易风化破碎，厚度2-12.79m，一般6.5m。抗压强度190-321kg/cm2，抗拉强度 10-24kg/cm2，普氏硬度2-3.2，为较坚固-较松软岩石，中等稳定-不稳定的易冒落顶板。

西一二部皮带机头驱动硐室掘进方位为18°，通过现场工程地质调查、区域地应力分析和附近巷道施工经验认为，由于受矿区整体地质构造的影响，沿方位18°掘进巷道时，巷道顶板裂隙发育，裂隙延伸方向与巷道延伸方向大体一致，在掘进过程中顶板压力大、破碎。

1.2 西一二部皮带机头驱动硐室支护设计

西一二部皮带机头驱动硐室施工两个驱动室，硐室中心距为25m，驱动硐室掘进宽度7800mm，高度 7400mm，断面积为 50.22m2，驱动硐室采用锚杆、锚索、喷砼、钢筋混凝土砌碹联合支护方式。驱动硐室平面图如图1所示，断面图如图2所示。

锚杆：锚杆采用φ18圆钢加工，长度2500mm，杆尾螺纹M17，长度100mm，杆体材质为普通A3钢，锚杆间排距为800*800mm，呈菱形布置。锚固方式为树脂端锚，药卷采用φ23树脂药卷，L=350mm，每根锚杆两节，一支规格为K1335，另一支规格为Z2360。搅拌时间和凝固时间分别为10-40S和20—60S。锚杆托板采用球形高强度预应力托板，规格150×150×10mm，材质为 σ10 钢板。螺母采用特制防松螺母，锚杆额定载荷5T，破坏拉力10T。

金属网：全断面采用φ4钢筋平焊网护表，网片规格2000×1500mm。

锚索：单根钢铰线 φ15.24mm，长度6300mm，锚深 6000mm，采用 3支 L=700mm树脂药卷，尾部配有高强度锚具，配套16#槽钢托梁，托梁长度为500mm，锚索与锚杆交错布置，锚索排距2000mm，间距2000mm，每排11根锚索。

喷射混凝土强度为C20，厚度为50mm。配合比为水泥：砂子：石子=1：2：2.3，水灰比为0.45，速凝剂掺量约为水泥质量的3.5%。

钢筋混凝土砌碹：强度为C30，厚度为350mm，基础深度为300mm，混凝土配合比水泥：中砂：石子=1：1.75：3.46，水灰比为 0.49，混凝土中BR-2防水剂掺量约为35Kg/m3。钢筋采用φ14圆钢，钢筋搭接长度为35d，钢筋网格为300*300mm。双层钢筋网，钢筋网间距为300mm，钢筋网间使用φ8的钢筋绑扎连接。

2 施工技术

黄陵一号煤矿西一二部皮带机头驱动硐室采用导硐掘进法施工，从上到下分两层施工，每层3个导硐。施工顺序如图3所示。导硐1为掘进施工，导硐2、3刷帮施工，导硐4、5、6 为起底施工。

2.1 上分层导硐施工

在施工上分层时，掘进导硐1，掘进循环进度为1.5米，放炮后及时进行锚杆、金属网、锚索支护。导硐2、3为扩帮施工，扩帮进度为1.5米。导硐2扩帮至设计及时进行锚杆、金属网、锚索支护；导硐3采用与导硐2同样的方法进行施工。施工1个循环后及时进行初喷封闭岩层，初喷厚度为20mm；施工2个循环后，顶部进行复喷至设计厚度。

2.2 下分层导硐施工

待上分层施工2个循环后，再施工下分层，下分层分三次起底施工，起底循环进度为1.5米，分三次起底至设计高度。由于下分层为半煤岩，导硐4施工2次后，导硐5、6各施工1次，导硐5、6施工1层后及时进行锚杆、金属网支护。导硐4施工至设计位置后，及时施工导硐5、6。施工1个循环后及时进行初喷封闭岩层，初喷厚度为20mm；施工2个循环后，喷至设计厚度。

2.3 钢筋混凝土碹

待硐室掘进与锚喷支护全部完毕后，进行钢筋混凝土浇筑。钢筋混凝土浇筑采用由外向里分段的施工方法，每段长度为6m，施工一段后再接着施工下一段。为保证钢筋混凝土施工的整体性，每段间钢筋采用焊接的方法进行连接，焊接长度为300mm。驱动室大断面施工完毕后，再施工小断面通道。

为保证施工安全，驱动施工采用先施工一二驱动室，后施工电器硐室，最后施工三四驱动室。

3 结语

一号煤矿西一二部皮带机头驱动室施工采用了高主动性、高强度、高钢度的联合支护技术及导硐掘进技术，实现了快速、优质、安全、高效的目的。总结出了一套软弱煤岩层中特大硐室的掘进与支护技术，目前一号煤矿已成功施工了四对八个特大驱动硐室，掘进与支护效果非常好。

[1]姜凤彬,翟建民,戴旭敏.硐室施工方案选择.采矿技术.2006-09-30.