斜巷大跨度交岔点施工工艺研究与应用

2019-09-28袁文生陈业强

山东煤炭科技 2019年9期

袁文生陈业强李洋

(内蒙古福城矿业有限公司, 内蒙古鄂尔多斯 014217)

1 概况

交岔点是指在巷道相交或分岔地点处的巷道。交岔点的施工有以下特点：（1）交岔点跨度一般较大；（2）工程质量要求高；（3）施工困难。交岔点按支护方式不同可分为简易交岔点和碹岔交岔点；按结构形式可分为牛鼻子交岔点和穿尖（象鼻子）交岔点（图1）。井下主要巷道的交岔点，由于轨道的弯曲和分岔都有一定的规格要求，所以交岔点断面变化大，垮度大，顶板不易维护，因此多采用能适用于各种围岩条件和不同规格尺寸的牛鼻子交岔点[1]。

+150轨道暗斜井倾角24°30′，+400片口交岔点位于3上煤顶板，通过的岩层为3上煤、炭质泥岩、砂岩，交岔点工程全长24m，设计最小断面10.6m2，最大断面44.3m2，巷道最大跨度10.4m。

2 牛鼻子交岔点施工工艺流程

+150轨道暗斜井为轨道、皮带联合运输巷道。巷道采用钻爆法施工，分层爆破掘进，光面爆破。施工过程中为不影响皮带运转及轨道提升，在片口上下30m范围内卧底，将皮带卧至+150轨道暗斜井永久底板以下，在上部铺设11#矿工钢及花纹铁板并在铁板上留设0.5m×0.5m的溜矸口两组。施工前标定出+150轨道暗斜井的中腰线，根据中腰线设计出施工大样图，严格按中腰线施工。

施工顺序：+400牛鼻子交岔点从小断面（G15导线点后4.5m）处开始向下山方向施工，将整个交岔点分为24个断面，施工至10#断面前先采用人工攉矸的方式清理矸石。至10#断面以下时安设P-60B型扒装机进行机械出矸。当施工至牛鼻子位置后，刷出迎脸。为保护好牛鼻子成型规整，周边眼间距缩小至300mm，并且在牛鼻子一帮采用隔眼装药[2]。

图1 交岔点施工工艺流程图

3 牛鼻子交岔点扩帮放顶质量控制

在交岔点中牛鼻子交岔点施工难度最大，+400交岔点施工采用绘制施工大样图的方式进行扩帮放顶的质量控制。+400交岔点施工前先根据测量人员标定的中腰线，利用CAD绘制出片口施工平面图、片口施工剖面图及牛鼻子位置施工断面图，通过尺寸标注可以自动生成控制数据[3]。

交岔点施工关键是控制好施工腰线及每米画弧半径。如图2、图3所示，自+400交岔点开门施工位置起沿+150轨道暗斜井腰线，巷道每米刷宽260mm，交岔点腰线每米下落70mm，至21号点停止下落，腰线与+150轨道暗斜井腰线平行施工至牛鼻子位置。

图2 交岔点施工剖面图

现场控制过程：（1）自+150轨道暗斜井G15导线点以上4.5m（斜距）处，沿+150轨道暗斜井腰线标定出交岔点施工腰线，每米标定一组并编号。（2）当施工至22号点时，迎头左帮停止施工，右帮继续施工至24号点，将迎脸刷正[4]。

图3 交岔点施工平面图

4 喷、锚网、锚索联合支护

4.1 围岩分析

+400车场为矿井延深水平的重点开拓工程，而+400交岔点是整个+400水平材料、设备提运的重要环节，服务年限长，作用大。+400交岔点牛鼻子位置揭露3上煤顶板，巷道埋深850m，煤层倾角40°～45°，围岩节理发育。3上煤顶板为泥岩，黑灰色，泥质结构，层状构造，平均厚度1.17m；再上为中砂岩，灰白色，砂粒结构，层状构造，钙质胶结，厚9.24m。

通过以上分析得出交岔点所处位置地质条件较复杂，加之巷道跨度大、埋藏深、交岔点非一次性成巷，进一步改变了围岩的应力分布。

4.2 支护原理

锚杆支护属于及时、主动、柔性支护，交岔点施工开帮放顶后及时打安锚杆进行组合拱加强支护。由于交岔点处顶板泥岩胶结力较差，且本身松动膨胀对高位岩层形成较大垂直负荷，导致潜在冒顶的程度较大，而锚杆支护的围岩加固范围较小，对于大跨度斜巷交岔点顶板控制很难满足要求[5]。

锚索支护是将锚杆支护形成的加固拱锚固到顶板深部中砂岩中，对锚杆支护起到补充作用，同时扩大了加固范围，解决了单纯锚杆支护的不足，提高了支护效果，保证了交岔点围岩的稳定性。

4.3 支护参数

+400交岔点采用喷、锚网、锚索联合支护。喷浆厚度120mm。锚杆间排距700×700mm，锚杆采用 Ф22×L2200mm（MSGLD600/22（X））的热轧细牙等强螺纹钢式树脂锚杆。网采用Ф6mm的点焊钢筋网，网格100×100mm，网与网之间搭接铺设，每隔200mm扭接一处。锚索规格为Ф17.8×L6200mm，锚索托盘规格为300×300×12mm的蝶形托盘。