深部硐室施工工藝技術研究

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摘要:文章基于雙柳煤礦深部硐室頂板壓力大、巖層硬度小等特點，為了確保硐室施工安全及滿足支護要求，采用導硐工藝，解決了施工及支護難題，滿足了礦井正常生產需求。

關鍵詞:深部硐室;導硐施工工藝;雙柳煤礦

1工程概況

礦井在正常的開采中，隨著采區的延伸，經常會遇見施工采區配電點、水倉等大硐室。雙柳煤礦硐室就施工的地質條件來說，埋藏深度770m以上，巖層的硬度系數較低，頂板壓力大，可能出現施工后支護困難等問題。其次，硐室的斷面大、不規則的斷面多，因此硐室的施工工藝順序尤為重要。此硐室施工主要采用導硐施工工藝。硐室要求高4000mm，1個主硐室，3個洞口凈寬分別為3000mm、2500mm、2500mm。雙柳煤礦施工硐室主要分為三個部分，如圖1所示，3個水平軸線長度距離差距并不是很大而又不直通地面的地下巷道，在這3個硐室中，分布了整個施工流程中的主要設備和關鍵部分，硐室的施工流程和施工方式成了決定施工安全性和效能的重要因素。

2施工方式

選擇硐室的施工方式時應充分考慮復雜的地形因素。雙柳煤礦硐室施工方法主要有:爆破、支護、注漿，每一個都是必要環節。因此在掘進過程選用的固定方式為頂部撞鍥推進［1］，用插針的方式對其進行有效支護;在爆破的過程中，按照現場的施工條件、斷面大小、巖石的堅硬情況，將范圍圈在放一次炮推進800mm左右，同時要及時跟上臨時支護與永久支護。在爆破推進、支護完好后，及時采用灌漿加固的方法來補強支護，選用濃度比例為1．3∶1左右的雙漿液(組合成分:水泥和水玻璃)。在TY930型風鉆施工鉆眼中，要確保鉆眼的直徑為38～48mm，再采用細管推進注漿的方式。在灌漿凝固的過程中，要確保硐室內的壓力相對均衡，使氣流維持在相對穩定的狀態中。特殊區域具體施工工藝流程:由東向西施工，先施工西部的喇叭口，待喇叭口徑灌漿結束后，在整個硐室的吶叭口內側位置提前做好準備，頂上角度需向上調整33°左右，位于底部的坡度也需向下調整10°左右，然后開始按照施工要求的尺寸向里施工。在硐室的前期掘進工作和灌漿完成后，需要采用爆破推進，在控制炮眼的藥量時，在硐室周圍打眼少裝藥，鉆眼的間距300mm，裝量每眼不多于1/2卷，炮眼深度不小于1000mm，爆破以后根據現場硐室的成型條件，可以采用風鎬補充施工，確保硐室成型達到施工標準。硐室施工的關鍵環節是喇叭嘴，這個位置存在硐室高差，導致頂板不在同一個巖層上。這個位置很重要，因此在施工的過程之中，為了確保施工團隊的安全和施工效能的提高，這個地方更要有嚴格的施工要求。該區域施工完成后，繼續往里推進，先按照2000mm寬度施工，待頂板支護完整后，再采用擴幫的方法來保證硐室的寬度，既要注意效率，也要注意施工速度，不能因為追求速度而忽視擴幫過程中的安全問題［2］。上文所述的導硐式施工工藝主要適用于巖層硬度系數較低的礦洞，因此保證施工過程的穩定與安全不可忽視。

3硐室施工后的經驗總結

1)在雙柳煤礦的硐室施工時，主要采用的是相對安全穩定的礦井導硐施工工藝。在施工的過程中需采用逐步推進的方式，分三步。第一步主要指硐室推進，采用爆破及擴幫;第二步主要指硐室的支護跟進;第三步通過注漿來加強控制頂板的穩定。這樣保證整個施工的安全系數大幅上升。逐步推進的施工工藝在當下的采煤工藝中也會經常用到，雙柳采煤中因為巖層硬度低而使逐層采煤的方式成為了一種比較安全的手段。每一步施工工藝都是按照實地情況而定，比如上層頂板巖層較硬就必須在推進過程中及時對兩幫進行加護;擴幫后硐室的兩側都需及時加固，這也是實際環境所決定的。2)對于主硐室分前拱和后拱兩部分，支護方式采用導管灌注凝固漿液來加固，來確保施工的安全系數。在硐室的前拱部分，需架設鋼架，施工時錨桿、工字鋼橫梁、金屬防護網、鎖鏈等設備必須位于鋼架欄的下方。在施工完前拱必須保證密封的情況下噴射混凝土等進行加固和灌注。前拱施工完畢后，必須對硐室的室內情況和具體數據進行詳細的測量和預估，確保施工過程的準確和可靠度。方可施工后拱，要按照從外面向內部施工的原則，同時從導硐的兩側同時進行施工。3)硐室底部施工結束后，必須使用混凝土等加固材料對底部和兩側同時進行有效的臨時支護，后續進行灌注加固。為了應對低硬度頂板所帶來的安全問題，在施工擴幫結束后，必須及時對巖層進行第一次加固，而由于施工是在底部進行，因此，在起底之后也要及時對底部加固。4)在對硐室的采刷結束后，施工人員和相關負責人，必須及時對硐室的四周進行及時有效的灌注加固，在加固過程中要注意實效性和安全性，必須采用以下的科學標準進行加固:①灌注漿液的孔洞要保持一定的距離，這個距離以1200mm為標準;②每一次灌注漿液時，要保證深度最好在3000mm;③小號管的灌注標準深度應在5000mm最為安全，而灌注的角度應為向施工水平角度上傾斜5～7°。5)與之前施工的硐室相比，在1a內做了頂底板、巷幫移進量觀測，硐室兩幫由以前的800mm下降到現在200mm;頂底板由以前的650mm下降到現在130mm，起到了良好的支護效果。

4結語

在實際試驗中，雙柳的施工環境較為惡劣，主要原因是這里的巖層處于石炭層，巖層的硬度系數極低，而且在雙柳的巖層中出現了較大的斷面。這種施工環境會降低施工的安全系數，增加成本，使效益大幅降低。為了有效地規避這些安全隱患和可能的損失，采用了導硐施工工藝，大幅提升了施工效能和安全指數，為施工的成功進行提供了堅實的技術支持。

作者:高峰 單位:汾西礦業集團雙柳煤礦

參考文獻:

［1］熊革然．國投塔山煤礦大斷面副斜井的快速施工［J］．江西煤炭科技，2013(3):22－23．

［2］劉軍．塔山煤礦大斷面切巷施工與支護技術［J］．山東煤炭科技，2016(3):36－37．