肖家洼煤矿小岩柱过立交安全施工技术研究

2017-12-14安丰存余杰王磊张晓冬

综合智慧能源 2017年11期

关键词：管棚网片锚杆

安丰存，余杰，王磊，张晓冬

(山西锦兴能源有限公司肖家洼煤矿，山西吕梁 033600)

肖家洼煤矿小岩柱过立交安全施工技术研究

安丰存，余杰，王磊，张晓冬

(山西锦兴能源有限公司肖家洼煤矿，山西吕梁 033600)

煤矿跨巷道小岩柱立交施工技术对矿山开采具有深刻的指导意义及经济效益，肖家洼煤矿211304工作面辅运联巷在不影响21采区下运皮带正常运输的前提下，采用超前管棚、锚杆、网片、25U型钢支架、喷砼联合支护的方式安全高效的通过立交，两巷道夹层厚度为1.7 m，跨度长达15 m，施工巷道断面达20.1 m2。掌握了矿井小岩柱快速通过立交的关键施工方案及技术，为矿井现场施工管理提供了重要的技术参考。

小岩柱；过立交；超前管棚；联合支护

1 肖家洼煤矿小岩柱概况

巷道掘进后，巷道围岩由原来的三向应力状态变为二向应力状态，岩体的原岩应力状态遭到破坏，必然会导致围岩应力重新分布，不仅在巷道周边形成应力集中，还会向底板深部传递，在底板岩层一定范围内重新分布应力。巷道围岩应力受扰乱的区域称为影响带，一般以超过原岩应力值的5%作为影响带的边界。若在相邻巷道的应力影响带内开挖巷道，势必产生巷道围岩应力值的叠加，如果围岩的应力超过岩体强度，巷道周边向岩体深部扩展到一定范围形成塑性变形区。塑性区的出现使应力集中区向纵深偏移，当应力集中区的强度超过围岩的屈服强度时，又将出现新的塑性区，如此逐层推进，使塑性区不断向纵深发展，如果不采取适当的支护措施，巷道围岩塑性区将随变形加大而出现松动破坏。

巷道围岩控制原理：根据巷道围岩应力、围岩强度以及它们之间的相互关系，选择合适的巷道布置和保护及支护方式，降低围岩应力，增加围岩强度，改善围岩受力条件和赋存环境，有效地控制围岩的变形、破坏。在巷道位置一定的前提下，如何选择巷道的支护手段，是控制巷道围岩变形、破坏，确保安全生产的最关键的问题。

肖家洼煤矿主采煤层为山西组的#8煤层、太原组的#13煤层，矿区地层以碎屑岩为主，层状结构，地形地貌条件简单，地层岩性单一，构造简单。矿井211304工作面辅运联巷与21采区胶运上山呈上下立交关系，辅运联巷位于胶运上山下方，胶运上山铺设皮带，负责21采区原煤运输任务，煤炭运输量为2 800 t/h，巷道为矩形断面，净断面为17.6 m2，宽×高=5.5 m×3.5 m，全煤巷道，支护方式为锚网喷，底板施工200 mm混凝土。辅运联络巷从胶运上山下方通过，立交夹层厚度为1.7 m，夹层岩性为泥岩，辅运联络巷为拱形断面，净断面为20.1 m2，宽×高=5.4 m×4.3 m，立交段支护方式为超前管棚、锚杆、网片、25U型钢支架、喷砼联合支护。

2 安全高效通过立交支护及施工方案

提前对21采区胶运上山立交段皮带采用顶板吊挂的方式进行加固处理，吊挂间距为2 000 mm，采用17.5 mm钢丝绳与皮带纵梁绑扎吊挂，施工专用吊挂锚杆，锚杆规格为ø20 mm×2 200 mm，加固长度为10 m。巷道掘进至距立交中点20 m时施工循环进尺变为1 000 mm。辅运联巷立交段15 m进行超前管棚、锚杆、网片、25U型钢支架、喷砼联合支护，管棚采用ø40 mm×1 200 mm圆钢，间距为700 mm。钢支架采用25U型钢制作，棚间距为700 mm，每两架棚间采用7根拉杆连接，拉杆采用ø20 mm圆钢制作，拉杆间距为1 300 mm。锚杆采用ø20 mm×2 200 m左旋螺纹钢锚杆(间排距0.8 m×0.8 m)。巷道全断面挂网，网片为ø6.5 mm钢筋网。立交平面位置关系如图1所示，过立交支护断面参数如图2所示。施工流程为：掘进→临时支护→打拱部管棚→挂网→施工锚杆→架棚→喷浆。