乌兰副井破井壁施工马头门技术

2013-08-15赵静

江西煤炭科技 2013年3期

赵静

（中煤第七十一工程处，安徽宿州234000）

1 工程概况

乌兰矿副立井井筒设计净直径为Φ9.0m，井口标高为＋1555.601m，副立井掘进至＋924m标高遇含水层，通过采取注浆措施后井筒堵水效果甚微，仍无法穿过，为使井筒、马头门及井底车场等避开含水层，并布置在稳定的岩层中，根据建设方要求，将＋910m水平马头门标高提至＋964m标高，井筒实际施工至＋924m，现井筒已施工至＋934m（包括施工止浆垫7.5m和封底砼2.5m），因此需要对现有素砼井壁（＋955m～＋980.5m）进行破壁施工，共计破壁长度为54m，并施工马头门10m、管子道3m。

井筒实际穿越的地层，由老至新依次为：石炭系土坡组（Ct）、石炭～二叠系太原组（CPt）和新生界第四系（Q）。

2 马头门技术特征

马头门断面为直墙半圆拱型，净宽6500mm，净高为6500mm，拱高3250mm，墙高1400～3250mm，本次施工自井筒向里各施工5.0m。连接处支护形式为锚网喷＋锚索＋双层钢筋砼联合支护，钢筋砼支护厚度为500mm，砌砼强度等级为C35，喷射砼强度等级为C20。锚杆采用Φ20mm×2000mm左旋无纵肋螺纹钢树脂锚杆，锚杆间排距800mm×800mm；锚索采用Φ17.8mm×7300mm钢绞线制作，间排距3000mm×3000mm；金属网采用Φ6.5mm×2500mm×1000mm钢筋制作，网孔100mm×100mm；钢筋采用Φ20mmⅡ级螺纹钢（20MnSi），间排距250mm×250mm，联系筋为Φ10mmⅠ级光圆钢筋，环向筋搭接长度700mm（35d），内外钢筋保护层厚度50 mm。为取得良好的防水效果，减少渗水对钢筋和混凝土的腐蚀作用，砌碹及喷射所用的混凝土中的水泥均选用普通抗硫酸盐水泥，并在支护砼中掺入JQ－HPC60型井筒专用高性能混凝土外加剂。

3 破除井壁施工方案

1）破壁施工井筒标高＋955m～＋961m，自下向上破壁施工6m，2m为一循环爆破高度，打眼深度为0.8m，破壁后及时对围岩进行锚网支护，破壁8m施工完成后，采用HZ－6中心回转抓岩机将井筒内矸石排出；对破壁后的8m进行钢筋绑扎，浇筑混凝土，第一次浇筑2.5m。第二次浇注2m，两模浇筑完成4.5m，预留1.5m的爆破安全距离。

2）加工三层吊盘，三层吊盘净径为8100mm，三层吊盘为施工盘。

3）待三层盘加工完成后，在工作面进行组装，三层盘与二层盘连接好后，利用三层吊盘对井壁＋955m～＋961 m进行打眼爆破，每循环爆破高度为2m，二个循环爆破完成后对井壁进行绑扎钢筋浇筑一模2.5m（高度超过4m后连模浇注），直至施工至＋964m马头门摇台基础底板（＋961m）。

4 马头门施工方案

1）对马头门进行拨门开口施工，采取先拱后墙的掘进顺序，东西分别向里掘进5.0m，采取一炮一锚一喷支护原则，炮后及时对拱部及墙体进行锚网喷加锚索支护，每炮循环进尺1.7m。

2）掘进摇台基础，掘进完成后对马头门及瑶台基础进行绑扎钢筋、支碹骨，自下而上拉模将该段井筒及马头门进行整体浇筑。

5 施工工艺

5.1 井壁爆破

井壁爆破采用YT－28型气腿式风动凿眼机4部，配B 22mm中空六角钢钎，采用Φ42mm一字型合金钢钻头钻眼。炸药选用三级煤矿许用乳化炸药，规格Φ35mm×200mm，重量0.2kg／卷。雷管选用煤矿许用毫秒延期电雷管，最后一段的延期时间不超过130ms。爆破母线为铜芯电缆线。采用串并联联线方式，爆破前采用爆破网络导通仪进行导通试验。采用FDB－200L型起爆器爆破。

马头门施工时按标定眼位先在巷中沿中线方向打一标准眼，插入炮杆导向，准确掌握打眼角度和深度。拨门施工加密布置周边眼，实行预留光爆层2次爆破或留出周边眼不放，炮后用手镐刷掘，以减少对围岩的破坏，保持岩体稳定性，马头门段施工循环进尺为1.7m，保证安全施工。马头门炮眼布置见图1。

5.2 支护

施工段马头门一次支护形式为锚网喷加锚索支护，二次支护形式为双层钢筋混凝土支护。马头门断面较大，设计采用挂网锚喷＋锚索＋Φ20mm双层钢筋砼砌碹联合支护，钢筋砼砌碹厚度为500mm，锚喷厚度为100mm；管子道设计采用锚网喷＋Φ20mm双层钢筋砼砌碹联合支护，钢筋砼砌碹厚度为400mm，锚喷厚度为100mm。锚杆采用Φ20mm×2000mm普通锚杆，锚杆间排距800mm×800mm；锚索规格Φ17.8mm×7300mm，间排距3.0m×3.0m；金属网采用 Φ6.5mm钢筋制作，网孔100mm×100mm。钢筋采用Φ20mm钢筋，间排距250mm×250 mm，竖向及环向筋采用Ⅱ级螺纹钢（20MnSi），联系筋为Φ10mmⅠ级光圆钢筋，纵向筋采用直螺纹连接方式。砌砼强度等级为C40，锚喷砼强度等级为C20，并在支护砼中掺入JQ－HPC60型井筒专用高性能混凝土外加剂。砼由地面搅拌站提供，溜灰管下灰下至分灰器，分灰器二次搅拌后入模。