平面交叉巷道施工工艺及支护技术实践

刘 廷

（潞安环能股份有限公司漳村煤矿，山西 长治 046032）

1 工程概况

山西潞安环能股份有限公司漳村煤矿的480m水平开采二叠系下统山西组下部的3 号煤层，煤层赋存稳定，结构较简单，煤层平均厚度5.8m，煤层埋深500～517m。

480m 水平皮带巷Ⅲ段（简称下巷）延伸掘进施工需穿越已成巷的26 回风巷Ⅱ段（简称上巷），要求皮带大巷底板平缓，且不得出现破底工程，因此需要寻找既能满足下巷层位不变又能满足两巷不得出现平面贯通的解决方法。具体位置关系如图1所示。

上巷布置在下巷正西侧41.2m，两巷夹角86°。上巷沿顶布置，巷道断面宽×高为5.4m×4.0m，下巷沿底布置，巷道断面宽×高为5.4m×4.0m。

2 施工方案

2.1 挑顶人工建筑巷道

上巷挑顶人工建筑巷道，范围25m，见图2。上巷被下巷延伸段穿越8m 范围人工建筑巷道，施工示意图见图3。交叉段上、下巷道断面宽×高均为5.4m×3.5m，断面积为18.9m2。

图1 480 皮带巷Ⅲ段延伸巷平面布置

图2 26 回风巷Ⅱ段挑顶剖面

2.2 上巷锚网索支护参数

上巷挑顶后采用锚网索联合支护。施工中线与上巷掘进期间中线一致；施工腰线：由南向北以13°01′10″上山挑顶施工7m，然后以0°腰线挑顶施工8m，最后以15°59′35″下山挑顶施工10m 至上巷原巷顶板层位后到位。

2.2.1 临时支护

（1）顶板临时支护。使用3 根1.3m 长的8#槽钢，用螺帽固定在前一排顶锚杆上，配合刹杆进行临时支护。

（2）迎面墙体临时支护。挑顶高度超过1.5m时打设3 根玻璃钢锚杆，配合刹杆进行临时支护。挑顶高度不足1.5m 时迎面墙体挂金属网进行临时支护。

（3）两帮各采用一根带孔的1.2～1.5m 长8#槽钢用螺帽固定在前一排帮上部锚杆上配合刹杆进行临时管理。上部锚杆打设挂金属网临时支护后不再采用槽钢支护[1]。

图3 巷道交叉段施工示意

2.2.2 支护参数

锚 杆 规 格： 顶、 帮 均 采 用500#高 强度Ф22-M24-2400mm 螺 纹 钢 锚 杆， 间 排 距950mm×1000mm，采用一支K2335 和一支Z2360树脂药卷锚固，设计锚固力不低于190kN。全部垂直煤岩面打设，允许有5°偏差。

两帮新揭露的墙体上金属网打设锚杆进行加固。锚杆打设根据挑顶量确定锚杆打设数量：当挑顶高度小于0.8m，两帮上网各打设一根W 钢带护板加托盘（或250mm×250mm 单体托板）锚杆进行加固，锚杆打设于新揭露的岩体中部；当挑顶高度0.8～1.5m之间时，两帮上网打设两根锚杆进行加固，锚杆采用短钢带进行连接，间距不大于1m；当挑顶高度大于1.5m 时，两帮上网打设三根锚杆进行加固，锚杆采用短钢带进行连接，间距不大于1m。

锚杆配件：采用高强锚杆螺母M24，配合拱型高强托板调心球垫和尼龙垫圈，拱形托板规格为150×150×10mm，拱高不低于36mm。

W 钢带护板规格：厚度4mm，宽280mm，长度450mm；单体托板规格：250×250×10mm，拱高不低于36mm。

网片：采用经纬网护顶，经纬网由10#铁丝编织而成，网孔规格40mm×40mm，网片规格6200mm×1100mm。采用16#铁丝双丝双扣绑扎，孔孔相联。前后排网片对接，与帮网搭接，搭接长度100～200mm，单网双联。

锚索规格：锚索材料为Φ22mm，1×19 股高强度低松弛预应力钢绞线，顶锚索长度为6300mm。以“3-3-3”布置，第一个“3”为原巷锚索剪切外露部分张拉复用，第二个“3”为无锚索架间巷中及巷中两侧1500mm 处各布置一根锚索，全部垂直煤岩面打设。采用一支K2335 和两支Z2360 型树脂药卷锚固。

锚索托板：采用300×300×16mm 高强度可调心托板(拱高不低于60mm)及配套锁具，承载能力不低于550kN。

2.3 下巷支护方式及参数

（1）施工顺序：确定两道料石墙位置→料石墙处两帮掏槽→料石墙处底板拉底、夯实、找平→铺金属网、浇筑料石墙基础→砌料石墙→料石墙上平铺U29 直拱节→上钢网、编织布、金属网构筑人工建筑巷道（人工假顶厚0.8m）。

（2）支护基本要求：料石墙位置：分别距下巷中两侧各2.9～3.5m。料石墙体两帮掏槽：掏槽宽度不小于0.6m，深度不小于0.5m，高度不小于2.5m。

料石墙体位置拉底施工：拉底宽度为1m，深度为0.2m，长度与墙体长度一致（即26 回风巷Ⅱ段巷道宽度+掏槽深度1.0m）。

料石墙体规格：宽度为0.6m，高度为1.7m。人工假顶两帮掏槽：掏槽深度不小于0.5m，高度不小于3.0m。

U29 直拱节：长度为7m，间距0.5m。

钢网规格：1060mm×300mm（长×宽）。

金属网规格：7000mm×1000mm（长×宽）。

交叉段料石墙两侧采用矸石（料石）充填灌浆并抹面，保证巷道坡度平缓过渡。

480m 水平皮带大巷Ⅲ段延伸段穿越前5m 时提前下调巷高至3.5m，穿越过程中直接通过人工建筑巷道，两帮煤体各打设3 根单体锚杆，待穿越通过人工假顶5m 后，调高巷高至4.0m。

2.4 施工工艺

（1）按要求确定好料石墙位置。

（2）开帮拉底。掏槽四周必须掏至硬帮、硬底，并与煤体接实。帮槽深度见实体煤后进入实体煤不应小于0.5m，底槽深度为见实煤后0.2m。开下部帮时要先维护好上部帮，避免发生片帮伤人事故。每次开帮高度不超过1m，要一层层由上往下开，然后去掉帮上活煤，浮煤要及时转运，不得影响施工[2]。

（3）浇筑混凝土基础。将水泥、石子、砂按照1:2:3配比调制搅拌均匀，按照拉底范围进行浇筑，浇筑后表面抹平与巷道底板平齐。

（4）砌墙。先将水泥、砂按1:3 比例调配均匀，其湿度以手捏成团后松开不散为宜。施工时，先在拉好的底板上铺好50～80mm 厚的灰浆并铺平。吊好垂线，摆好第一层料石。然后层层拉线砌筑料石，要做到料石之间灰浆饱满、无空缝、无重缝，墙体四周与煤墙接触严密，留有不少于100mm宽的裙边。

（5）平铺U29 直拱节。站在牢固的施工平台上将U29 直拱节放置于料石墙上，间距0.5m。拱节上方上钢网、铺编织布。每片钢网间要用网丝双丝双扣孔孔相连好。为了保证U29 直拱节放置平稳，可在拱节两侧进行支设，或者直拱节放置到位后先将料石墙上的拱节部分进行浇筑。

（6）浇筑人工假顶。浇筑人工假顶前先在U29直拱节编织布上方铺设一层金属网，金属网覆盖人工假顶全断面，并使用绑丝进行隔孔相连。然后将水泥、石子、砂按照1:2:3 配比调制搅拌均匀进行浇筑。人工假顶必须一次性浇注完成，若材料一次性下不到位，最多分2 次进行浇注，但首次浇注250～300mm 厚度必须一次性浇注完整，保证混凝土与工钢棚有效粘结，形成一整体。

（7）充填、灌浆、抹面。穿越段料石墙两侧采用矸石（料石）充填灌浆并抹面，保证巷道坡度平缓过渡。

3 施工注意事项

（1）人工假顶浇筑前，两道墙体之间U 型平拱节以下段的26 回风巷Ⅱ段两帮的帮网、帮钢带必须剪除拆掉。

（2）施工过程中必须严格坚持“敲帮问顶”、“先支后回”制度。挑顶过程中，原锚索若无失效，挑顶后可重新张拉至规定值，不再进行补打。挑顶改造后锚网支护施工质量必须符合国家标准。

（3）作业平台搭设牢固，平台板厚度不得小于80mm，宽度不小于1000mm。采用吊架平台时吊链螺栓必须拧满口并上好二道防线，平台板采用铅丝捆绑牢固，平台上非作业侧三面上好护网。

（4）整个施工过程中必须专人监护、专人负责，并搞好自保、互联保工作，人员站位符合规定。整个施工过程中必须保证退路畅通，人员站位符合规定。施工时必须保护好巷内线缆、管路等设施[3]。

（5）人员站在平台上必须站稳，找顶时避开岩体掉落区域，严防砸伤人员或人员坠落平台致伤。挑顶量过大，可以在平台上放置铁凳、梯子，施工人员站在铁凳、梯子上作业时，要做好防护措施，并要做好自保、互联保工作。

4 结语

480m 水平皮带巷Ⅲ段在未进行破底施工的情况下顺利完成穿越 26 回风巷Ⅱ段，皮带大巷既避免了大起大落的情况，又保证了巷道底板平整度，避免该穿越点下巷出现积水、皮带飘带等现象的发生，保证了两巷未出现总进、总回通风系统短路。

施工工艺既能保证两巷各自的支护强度，又能保证两巷的大断面要求，为平面交叉巷道的安全施工提供了行之有效的方法。