跨巷挑顶风桥施工工艺及支护参数

许保飞

（山西晋煤集团赵庄二号井，山西 长治 046000）

风桥是煤矿井下一种重要的通风构筑物。为避免风流短路，在进回风巷道交叉点需设置风桥。风桥在施工过程中应结合矿井实际，结合巷道围岩地质条件和用途，采用对生产、通风系统影响小、施工难度低、工程量小、效率高的施工技术工艺[1-4]。

1 工程概况

赵庄二号井生产能力120万t/a，为低瓦斯矿井。2103巷为集中进风运料巷，23091措施巷为2309工作面辅助排水巷，23091措施巷与2103巷交叉处需跨巷施工风桥。2103巷为矩形断面，采用锚网梁联合支护，锚索补强，巷道毛宽5.2m，毛高3.5m，毛断面积18.2m²，净宽5m，净高3.4m，净断面面积17m2。现巷道内西帮挂有电缆，东帮挂有风水管路、风筒，且靠近东帮敷设有DSJ100/160一部皮带。23091措施巷为矩形断面，采用锚网索联合支护，巷道毛宽4.5m，毛高3.1m，毛断面积13.95m²，净宽4.3m，净高3m，净断面积12.9m²。2103巷顶板主要是深灰色泥岩、砂质泥岩、粉砂岩，局部为砂岩，顶板岩层强度在20.4～97.4MPa之间，加权平均强度为49.1MPa。

2 施工工艺

传统跨巷挑顶风桥施工，一般采用跨巷风桥两侧巷道先贯通，再挑顶施工风桥，采用爆破法破岩，人工出矸，单体柱临时支护。为节约施工时间，加快施工进度，尽快形成独立通风系统，对23091措施巷跨2103巷风桥施工工艺进行改进。风桥施工采用分段施工，采用光面爆破破落岩石，掘进机出矸回填巷道低洼处，锚杆钻车进行临时支护和永久支护。先施工2103巷西侧，在距2103巷巷口西侧9m处开始挑顶施工23091措施巷，施工坡度为24°；23091措施巷西侧与2103巷贯通后，再施工2103巷东侧，在距2103巷东侧巷口9m处开始挑顶施工23091措施巷，施工坡度为24°，挑顶至风桥正上方时，按坡度0°施工正上方并与2103巷西侧挑顶处贯通（如图1所示）。施工要求如下：

（1）挑顶施工前，在2103巷风桥下方施工砖墙处进行掏槽并砌筑砖墙。2103巷西侧掏槽为23091措施巷与2103巷交叉点处西侧两边角以及基础，两边角掏槽宽度500mm，长度500mm。2103巷东侧掏槽为2103巷东侧与23091措施巷贯通点处整个帮部，掏槽长度5.5m，掏槽深度500mm，掏槽高度随砖墙砌筑高度掏槽且满足平台搭设板梁要求。砖墙掏槽基础深度为底板下500mm。砖墙砌筑后，对砖墙靠近23091措施巷的墙面及墙面两侧23091措施巷两帮1排喷浆封闭。

（2）掏槽施工时，同时随掏槽高度施工宽500mm、高3m砖墙，两道砖墙间距为5200mm。砖墙之间使用道木和板梁搭设3组共6个木垛，木垛高度为3m，与砖墙齐平。木垛搭设完成后，在木垛与砖墙上方密铺两层板梁形成风桥临时平台，两层板梁“十”字交叉铺设。木垛及平台的道木、板梁使用扒钉两两固定，木垛与平台的板梁使用扒钉固定并用双股10#铅丝捆绑，保证牢固可靠。板梁搭设的平台上方需铺设一层废旧皮带，方便清理矸石且防止矸石从平台漏下，平台南北方向安设护网。

（3）风桥挑顶施工完成后，清理浮矸拆除木垛与平台，继续掏槽并砌筑砖墙至3.6m高度。满足高度要求后，风桥墙上搭由道夹板连接的22kg/m轨道，长度分别为4m和2.2m，间距500mm。其中墙体南北两端间距350mm各布置两根，轨道两端搭在墙体上的长度为500mm，轨道上下各铺设一层Ф6.5mm钢筋网，规格为2000mm×1100mm。轨道铺设完成后，在轨道下部搭设模板，采用C25混凝土对风桥上部进行浇注，风桥桥面共厚400mm。

（4）风桥施工完后，对风桥上部及前后10m的23091措施巷顶帮、风桥下部砖墙及砖墙南北两侧各5m范围内的2103巷顶帮进行喷浆封闭，喷浆厚度100mm，强度不低于C20。

图1 风桥施工参数图（单位：mm）

3 挑顶段支护参数

风桥断面为扇形拱断面，毛宽4.2m，毛高3.1m，净宽4.0m，净高3.0m，起拱高度1.0m，拱高2.1m，风桥桥面上方毛断面积为11.13m2，净断面面积为10.28m2。风桥采用“锚+网+喷”支护，锚杆采用Ф22×2400mm高强度左旋无纵筋螺纹钢锚杆，矩形布置，间距800mm，排距800mm。每根锚杆采用MSK2335和MSZ2360锚固剂各一支，钻孔直径28mm，钻孔深度2300mm，锚固长度1675mm，顶帮锚杆锚固力不小于150kN，预紧力矩不小于400N·m。配套锚杆托盘采用150×150×8mm的拱形高强度金属托盘，锚杆与岩面垂直布置。锚索采用MSS-1-22-8400，间距2000mm，排距1600mm，采用三支锚固剂，树脂加长锚固，角度与顶板垂直，尾部有配套锁具，锚索托盘为300×300×16mm高强度可调心托盘，锚索预紧力不小于300kN。网片采用Ф6.5mm的钢筋焊接而成的钢筋网，网片规格为2.0×1.1m，网孔规格100×100mm，网与网之间采用勾接法联接，勾接长度为100mm。如图2所示。

图2 风桥挑顶段支护图（单位：mm）

4 结 语

采用分段施工，先施工23091措施巷西侧与2103巷贯通，再施工23091措施巷东侧上山掘进挑顶风桥，与2103巷跨23091措施巷风桥上方贯通，形成挑顶风桥，采用木垛和“十”字板梁搭设工作面平台，保证了施工安全，提高了施工效率。

在风桥墙上铺设由道夹板连接的轨道和钢筋网，轨道下搭设模板，采用C25混凝土对风桥上部进行浇注，并对风桥上部及前后23091措施巷及南北两侧的2103巷进行喷浆封闭，保证了风桥的密闭性，未出现漏风现象。