大断面马头门支护施工技术

魏 烈 昌

(中煤科工集团南京设计研究院有限公司，江苏 南京 210031)

大断面马头门支护施工技术

魏 烈 昌

(中煤科工集团南京设计研究院有限公司，江苏 南京 210031)

以具体工程为例，分析了软弱～半坚硬岩层中大断面马头门的围岩岩性，研究了大断面马头门支护的重难点，提出了采用锚网喷+锚索一次支护，钢筋混凝土砌碹二次支护的支护体系，并阐述了施工的注意事项，实践表明该支护体系取得了良好的施工效果。

大断面马头门，锚网喷，锚索，支护

马头门是竖井井筒与井底车场的连接处，是设备、矿石及材料、人员的转运点。根据车场的通过能力，马头门一般具有断面较大、支护结构复杂、施工困难的特点。马头门是整个煤矿的咽喉工程，其施工质量关系到将来整个煤矿的生产状况。内蒙古伊泰广联煤化有限责任公司红庆河矿井副井在-683.000 m(马头门底板)处设有马头门，所处地层为侏罗系中—下统延安组，此地层主要由泥岩、砂质泥岩、砂岩和煤层组成。延安组各类岩石自然状态下抗压强度值在4.0 MPa～51.3 MPa之间，属于软弱岩类～半坚硬岩类；岩石抗压强度较低，在自然状态下岩体及岩石保持一定的原始强度，如果受到井筒开挖时人工和机械的扰动，以及地下水的侵蚀，岩体(石)强度就会大大的降低，产生溶水崩解，失水后，易干裂破碎。此地层的岩性进一步给马头门支护施工增加了难度。

为了解决这一工程难题，根据本矿井地质资料，结合周围已施工矿井的施工经验，本马头门采用锚网喷+锚索一次支护，钢筋混凝土砌碹二次支护的支护体系，收到较好的效果。

1 马头门断面及围岩岩性

此马头门开挖断面为直墙半圆拱+反底拱结构，见图1。

根据副井检孔2资料，马头门断面内围岩岩石力学特性如表1所示。

表1 围岩岩石力学特性

马头门顶板为砂质泥岩，底板为砂质泥岩和粉砂岩互层结构，断面内大部分位于煤层(层厚6.79 m)和泥岩中。侏罗系中统安定组～直罗组隔水层隔水性能良好，隔断了煤系地层延安组与上部非煤系地层的水力联系；煤层底部隔水层隔水性能较好，基本隔断了第Ⅱ、第Ⅲ含水岩组之间的水力联系。虽然马头门断面内为软弱岩类～半坚硬岩类，但是各岩层富水性均为弱，此水文地质条件对大断面马头门的开挖、支护是有利的。

2 掘进

马头门与井筒同时自上而下分层施工，短段掘砌，掘进高度为2.0 m～3.0 m，可根据现场具体施工情况适当调整。

3 支护

井筒与马头门连接段及马头门段均采用复合支护，在硐室开挖后立即采用锚网喷(喷厚100 mm) 及锚索进行一次支护，稳定后及时采取钢筋混凝土砌碹二次支护。

1)锚杆：打锚杆挂钢筋网顺序为先顶后帮，先上后下。锚杆杆体为螺纹钢筋，其屈服强度不小于335 MPa，抗拉强度不小于380 MPa，锚固力不小于80 kN。布置方式为菱形布置,锚杆外露100 mm，托盘选用Q235型钢规格150 mm×150 mm×8 mm；各断面顶板、帮部锚杆型号φ22×2 500 mm，锚固剂型号MSCK23/60，锚杆采用端头锚固方式，每根锚杆配1根锚固剂。

2)钢筋网：钢筋网采用φ6 mm钢筋焊接，网格间排距100 mm×100 mm。

3)锚索：锚索规格为φ15.24钢绞线，抗拉强度1 860 MPa，锚固力不小于120 kN,锚索型号φ15.24×7 500 mm，托盘采用Q235钢规格280 mm×280 mm×20 mm；外露100 mm。锚索随码头门巷道开挖及时跟进。

4)混凝土砌碹：混凝土标号CF70，添加钢纤维，钢纤维混凝土的配制、检验、施工应符合相关的行业规范。混凝土自下而上分段浇筑，最后浇筑反底拱。

马头门支护体系示意图如图2所示。

4 注意事项及施工效果

由于本井筒为冻结法施工，锚杆、锚索安装位置应根据冻结管实际偏斜位置进行定位，采取措施避开冻结管，必须保证锚杆锚索施工不得破坏冻结管。施工过程中须对锚杆间排距、锚固质量、钢筋网设置及锚索的安装把好关，严格按照施工流程操作。

马头门建成后收敛很小，巷道内表面效果良好；采用锚网喷+锚索一次支护，钢筋混凝土砌碹二次支护的支护体系较好的解决了大断面马头门在软弱～半坚硬岩层中的支护难题，取得了较好的技术经济效果，为今后大断面马头门施工提供了经验。

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On construction technique for large-section horse-head ingate support

Wei Liechang

(ChinaCoalTechnology&EngineeringGroupNanjingDesign&ResearchInstituteCo.,Ltd,Nanjing210031,China)

Taking some projects as the example, the paper analyzes the surrounding rock properties of the large-section horse-head ingate of weak and half-hard rock stratum, researches the difficulties and main points for the large-section horse-head ingate support, points out the support system with bolt-mesh-spray + anchor cable first support and reinforced concrete masonry-lining second support, illustrates the precautions in the construction, and proves the support system achieves better construction effect.

large-section horse-head ingate, bolt-mesh-spray, anchor cable, support

2015-05-27

魏烈昌(1986- )，男，硕士，助理工程师

1009-6825(2015)22-0096-02

TD262

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