斜井井筒表土段起底、刷大施工技术
2020-12-28刘晓东
刘晓东
摘要：大同煤矿集团同安煤业有限责任公司副斜井井筒表土段起底、刷大采用迈步式施工、ZWY60-30L型履带式扒渣机在开挖土层、装矸施工环节上大大缩减了作业时间，有效的保证了原料石砌碹稳定性、安全性和工程质量。
Abstract： Datong Coal Mine Group Tong'an Coal Industry Co.， Ltd. adopts step-by-step construction for the top soil section of the auxiliary inclined shaft， and the ZWY60-30L crawler slag raking machine greatly reduces the operation time in the construction links of excavation of soil layers and gangue loading， and effectively ensures the stability， safety and engineering quality of raw stone masonry.
关键词：斜井井筒起底、刷大;迈步式施工;掘砌平行作业;安全高效
Key words： floor dinting and large brushing of inclined shaft;step-by-step construction;parallel operation of digging and masonry;safe and efficient
中图分类号：TD262 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2020）32-0098-02
0 引言
大同煤矿集团同安煤业有限责任公司隶属大同煤矿集团有限责任公司，该矿井设计生产能力0.9Mt/a。该矿井采用斜井和立井混合开拓。
1 概况
1.1 工程概况
副斜井利用原山西岚县侯家岩煤矿副斜井净高2.5m，净宽3.2m，净断面积6.9m2，倾角18°，斜长721m，半圆拱断面，料石砌碹支护，井底落于9号煤层。
原山西岚县侯家岩煤矿副斜井改造而成（起底1300mm，不含铺底200mm），井筒为半圆拱断面，改造后净宽3.0m，净高3.7m，净断面积11.33m2，起底后原井筒维持砌碹支护，起底部分表土段采用钢筋混凝土支护，基岩段采用锚网喷支护。斜长727.009m，坡度-18°，表土段长231m，基岩段长496.009m;井底落于+1062.1。井筒内布置有排水管路及消防洒水管路，副斜井铺设30kg/m，轨距900mm的卡轨齿轨车轨道，采用防爆柴油齿轨卡轨机车提升，担负矿井的辅助提升任务并兼作安全出口。
1.2 支护参数
1.2.1 表土段 采用双层钢筋混凝土支护，构造筋采用Ⅱ级钢筋，连系筋采用Ⅰ级钢筋，浇筑厚度400mm，墙基础深度250mm。混凝土外缘保护层厚度为70mm，混凝土内缘保护层厚度为50mm。图纸设计横筋为Φ22mm钢筋，纵筋为Φ18mm钢筋，联系筋为ф6mm钢筋，浇筑混凝土强度等级为C30。铺底厚度200mm，砼强度等级C15。
1.2.2 基岩段 基岩段永久支护采用锚网喷形式，喷厚100mm，喷射混凝土等级为C20。锚杆采用螺纹钢锚杆，规格为？准22×2400mm，树脂锚固剂规格为一支K2335型，一支Z2360型，每根锚杆使用2卷，托盘采用高强托盘，托盘规格为130×130×10mm;锚杆间排距为800×800mm;网片采用菱形网，网格50长50mm，每隔300mm用14#绑丝双股缠绕一圈擰紧。
外延段钢筋混凝土浇筑支护厚度500mm，浇筑混凝土强度等级为C30。铺底厚度250mm，砼强度等级C15。
2 施工方案
2.1 表土段施工方案
由于副斜井井筒原有料石碹体年久失修，且多处存在松动、没有浆液灌缝、淋水的现象出现，处于对原巷道料石碹体受力方向，施工安全性以及避免二次出渣等综合因素的考虑，该井筒施工采取自上而下，先施工中间部分，后两帮迈步施工。
井筒在起底、刷扩掘进施工中，采用人工风镐起底、刷帮，采用ZWY-60-60L型履带式扒渣机装至侧卸式矿车通过JK2.0×1.5提升绞车配？准24mm钢丝绳将矿车提至井口翻矸平台。人工将矸石翻到地面800mm皮带上，通过地面两部800mm皮带将矸石运至临时翻矸场，通过临时翻矸场内ZL—50型铲车将矸石装入20T自卸汽车运至建设单位指定排矸地点。
施工所需材料人工装入矿车，通过提升绞车运至施工地点。
2.2 基岩段段施工方案
采用人工风镐、手镐配合EBZ—132型掘进机起底、刷帮施工，利用掘进机自带的40型刮板输送机二运运至侧卸式矿车，通过JK2.0×1.5提升绞车配？准24mm钢丝绳将矿车提至井口翻矸平台，人工将矸石翻到地面800mm皮带上，通过地面两部800mm皮带将矸石运至临时翻矸场，通过临时翻矸场内ZL—50型铲车将矸石装入20T自卸汽车运至建设单位指定排矸地点。
喷射砼支护使用JPS71-L转子式混凝土喷射机喷砼。
墙部锚杆使用ZMS60型风动钻机打眼，并安装锚杆。
3 表土段施工方法
根据同安煤业工程地质、水文地质资料及副斜井技术特征，结合我单位多年斜井施工经验，通过进行多方案论证和比较，确定副斜井表土段采用金属网喷射混凝土加固原料石碹、两帮迈步式施工。
3.1 料石碹加固
井筒起底、刷扩施工前，需将原井筒料石碹进行加固，加固方法：采用膨胀螺栓+钢筋网+喷射混凝土的方法加固。膨胀螺栓间排距800×800mm（根据现场情况确定螺栓位置），采用？准18×150mm膨胀螺栓;压板采用120×120×10mm的钢板，中间用台钻钻孔，钻孔直径20mm;铺设钢筋网2000×1000mm，？准6mm盘条制作，网片搭接100mm，采用14#铁丝绑扎连接，间距300mm，菱形布置;喷浆厚度为50mm，混凝土强度C20。钻眼打好后，将膨胀螺栓用锤子打入眼底，卸下螺帽，将连接好的网片铺设在需要加固的部位，将压板压住网片并将中心钻孔对准膨胀螺栓穿入，接着带好螺帽，并用扳手将螺帽拧紧，以此增加料石碹体的整体性，粘结性。
3.2 掘进
表土段采用人工风镐配合ZWY60-30L型履带式扒渣机施工，首先对井筒底板以中心为准向左右各开挖1.1m宽，1.5深，根据地质情况施工15-30m长的槽子，两帮各留500mm宽的土层保护层，ZWY60-30L型履带式扒渣机配侧卸式矿车配合出矸。
3.3 混凝土支护
履带式扒渣机前风镐施工期间，扒渣机后边人工风镐开挖底脚与及混凝土浇筑平行作业，矿车提升时运行区域不得有人作业。挖底角时利用预先加工好的支撑柱进行支撑，支撑柱每700mm一根，支撑柱上部为10mm厚钢板300×300mm，下部为10mm钢板350×350mm，中间焊接2根2寸钢管支撑（如图1所示）。施工时首先挖够放置支撑柱的尺寸，将支撑柱放稳背实后继续向前开挖，前挖至700mm位置时放置第二根支撑柱，挖至1400mm位置时放置第三根支撑柱（必要时在接茬处多加一根），三根支撑柱放置完成后向前迈步至下一施工地点（迈步距离为4.5m），每个基槽1.5m长（如图2所示）。同时对已经完成支撑柱架设的基槽进行钢筋绑扎、立模浇筑，两者平行作业。以此施工方法逐次循环作业。
表土段工艺流程：开挖中间部分→退回起始位置→开挖一帮底角→绑扎钢筋→立模浇筑混凝土，迈步开挖另一帮底角→进入下一循环。
3.4 装岩（土）及运输系统
采用ZWY-60-30L型履带式扒装机直接装入1m3侧卸式矿车通过JK2.0×1.5提升绞车配？准24mm钢丝绳将矿车提至井口翻矸平台。人工将矸石翻到地面800mm皮带上，通过地面两部800mm皮带将矸石运至临时翻矸场，通过临时翻矸场内ZL—50型鏟车将矸石装入20T自卸汽车运至建设单位指定排矸地点。
施工所需材料、工器具人工装入矿车，通过提升绞车运至施工地点。
3.5 搅拌系统
采用商品砼：将商砼车开至井口，砼经随车溜灰管装入输送泵再经溜灰管送至浇筑工作面钢模中，砼浇筑要对称入模，分层振捣。混凝土入模温度不低于15℃。
3.6 通风
井筒刷大施工在回风流里进行（井下新鲜风由行人斜井进入，经过井底车场，乏风由副斜井排出），回风量1533m3/h，满足要求施工要求。
按人数计算掘进工作面的需要风量
经计算，施工期间最大用风量为200m3/min，矿原有负压通风系统可满足施工需求。
4 劳动组织
结合本工程施工方案、施工技术装备情况、工效确定各工种需要人数。选用“三·八”制作业方式。
迈步式掘进正规循环率93%，掘进月进尺3×30×0.93=83.7m，按80m/月考虑。
5 工期
采用迈步式施工方案后，由于正规作业循环的合理安排，起底、刷帮、混凝土浇筑作业时间平行作业，影响时间减少，副斜井井筒表土段提前20天完成。
6 结束语
在同安煤业副斜井表土斜井开拓条件下，通过研究使用该技术，成功完成了副斜井井筒表土层施工。副斜井井筒表土段起底、刷帮采用履带式扒渣机和迈步式施工，在开挖土层、装矸施工环节上大大缩减了作业时间，有效的保证了原砌碹稳定性、安全性和正规循环。因此，该技术为类似工程地质条件下类似工程设计及施工提供了一套规范、可靠的施工方法。该技术具有广泛的推广与应用前景。
参考文献：
[1]崔云龙主编.简明建井手册[M].煤炭工业出版社，2003.
[2]中国煤炭建设协会，主编.煤矿井巷工程施工规范[S].中国计划出版社，2011.
[3]煤矿建设安全规范[S].煤炭工业出版社，2011.
