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新集二礦1#暗斜井上部車場(chǎng)交叉點(diǎn)設(shè)計(jì)與施工

0暗斜井的建設(shè)條件新吉二礦的初步設(shè)計(jì)尺寸為150萬噸,經(jīng)過修改后為300萬噸。它于1993年開始施工,并于1996年10月正式交付。2000年底,新增采礦業(yè)產(chǎn)值1200萬噸。由于現(xiàn)生產(chǎn)水平內(nèi)可采煤量及開拓煤量出現(xiàn)不足,水平及采區(qū)均處于接替緊張狀態(tài),為保證礦井生產(chǎn)的順利接替,必須加速-650m水平的開拓延伸。1#暗斜井是該水平延伸的咽喉工程,擔(dān)負(fù)著礦井中段材料、設(shè)備及矸石提升任務(wù),巷道服務(wù)年限長(zhǎng),用途大。由于受開采位置所限,該暗斜井上部車場(chǎng)2#交叉點(diǎn)設(shè)計(jì)穿過4-2煤且距上履5-1煤法距只有6.5m,地質(zhì)條件復(fù)雜,巖石強(qiáng)度低,加之設(shè)計(jì)斷面大,給施工安全帶來一定的困難。為此,采取正確的施工方法、合理的支護(hù)形式,防止施工中出現(xiàn)冒頂、片幫事故,是快速、安全施工2#交叉點(diǎn)的關(guān)鍵。1厚巖地層格架該交叉點(diǎn)穿過的主要巖層為砂質(zhì)泥巖及細(xì)砂巖互層,平均厚度分別為3.6m及3.7m,擴(kuò)大斷面主要巖性為:2.2m厚泥巖,2.4m厚4-2煤,1.6m厚炭質(zhì)泥巖,4.0m細(xì)砂巖。巖層局部裂隙發(fā)育,完整性差,抗壓強(qiáng)度低(其單軸抗強(qiáng)度為20MPa),具有擠壓碎脹性。該交叉點(diǎn)埋深550m,受上履采區(qū)跨采動(dòng)壓的影響及構(gòu)造應(yīng)力作用,圍巖應(yīng)力高。4-2煤節(jié)理異常發(fā)育,灰分高,煤質(zhì)軟,強(qiáng)度低,極易風(fēng)化,吸濕變軟,易產(chǎn)生冒頂抽幫,見圖1。2錨網(wǎng)噴單層鋼筋砼聯(lián)合支護(hù)方案該交叉點(diǎn)位于-550m水平軌道石門東側(cè)35m,東大巷以南246.048m位置,設(shè)計(jì)長(zhǎng)度14.394m,兩岔巷各2m,擴(kuò)大碹起點(diǎn)斷面規(guī)格為4500mm×3750mm,掘進(jìn)斷面積18.98m2,最大斷面積規(guī)格為8010mm×5205mm,凈斷面35.28m2,支護(hù)形式原設(shè)計(jì)為錨網(wǎng)噴單層鋼筋砼碹聯(lián)合支護(hù)。錨桿為?16mm×2000mm,@800mm,壓條為?12mm×90mm×1900mm錨網(wǎng)為?6mm×1000mm×2000mm,@150mm,噴射砼標(biāo)號(hào)C18,噴厚δ100mm,砼碹厚300mm,砼標(biāo)號(hào)C28。橫筋為?16,@300mm,豎筋為?16,@300mm。后來支護(hù)設(shè)計(jì)改為錨(索)網(wǎng)(帶)噴架棚架石碹支護(hù)。錨桿、鋼帶、錨網(wǎng)、噴厚規(guī)格尺寸不變,另加打錨索,每組3根,排距3m,規(guī)格為?15.24mm,L6m,錨固長(zhǎng)度2m,2350型樹脂藥卷,25U型棚支護(hù),砌雙層料石碹支護(hù),料石厚度600mm,規(guī)格為350mm×300mm×150mm,見圖2。3施工方法3.1棚導(dǎo)識(shí)施工到2#交岔點(diǎn)擴(kuò)大位置先將凈斷面為4500mm×3750mm的主岔巷掘出并成巷,然后沿?cái)U(kuò)大部以主岔巷斷面4500mm×3750mm架25U型鋼棚導(dǎo)硐施工到2#交岔點(diǎn)擴(kuò)大位置前2m停止掘進(jìn)。臨時(shí)支護(hù)采用架25U型鋼棚,棚距800mm,采用板皮或半圓木、金屬網(wǎng)腰幫背頂,接著自2#交岔點(diǎn)擴(kuò)大點(diǎn)開始,以2#交岔點(diǎn)斷面挑頂錨網(wǎng)(索)噴漿架25U型棚支護(hù),最后自2#交岔點(diǎn)擴(kuò)大點(diǎn)位置開始,砌雙層料石墻支護(hù)。3.2索梁、鋼網(wǎng)、梁、板、墻后的地面支護(hù)施工時(shí),先掘拱部形成正臺(tái)階。上臺(tái)階超前墻下臺(tái)階5m,拱部先錨網(wǎng)噴及錨索支護(hù)施工后,再架25U型鋼棚梁,然后刷幫臥底,錨網(wǎng)噴支護(hù),架設(shè)25U棚棚腿,完成導(dǎo)向棚臨時(shí)支護(hù),采用水泥背板錨網(wǎng)腰幫背頂。施工時(shí)下臺(tái)階與上臺(tái)階刷成一斜坡,便于耙斗上下。采用30型耙矸機(jī)扒矸,1t礦車出矸。4延長(zhǎng)施工4.1號(hào)風(fēng)錘抗爆法打眼→裝藥→放震動(dòng)炮→風(fēng)鎬找頂→初噴→噴網(wǎng)噴→錨索→架棚→復(fù)噴。施工時(shí)用28型風(fēng)錘,?32mm,?42mm“一”字型合金鋼鉆頭,?22mm六角鋼中空鉆桿鉆眼,小直徑水膠炸藥,毫秒延期電雷管,電容式起爆器引爆。周邊眼用?42mm鉆頭鉆眼,L=400mm聚能管實(shí)現(xiàn)光爆。4.2錨索網(wǎng)架棚支護(hù)每刷足1個(gè)棚距0.8m,先初噴δ50mm水泥凈漿,然后錨(索)網(wǎng)棚架棚支護(hù),每架棚施打8組固棚錨桿,最后將棚子噴平,完成一次支護(hù)。5支護(hù)主要參數(shù)(1)放小炮或震動(dòng)炮,風(fēng)鎬找頂刷幫,能減少炮震對(duì)圍巖的破壞作用,保持圍巖自身穩(wěn)定性。特別是過4-2煤時(shí),采用風(fēng)鎬掘進(jìn),更能防止煤體炸裂、冒頂、抽幫。(2)刷擴(kuò)交叉點(diǎn)時(shí),在迎頭以15~20°仰角,間距300mm,向正頂前方打5根?16mm×2000mm超前錨桿護(hù)頂,加25U棚使用規(guī)格為22kg/m,4m長(zhǎng)軌道,作超前探梁,錨鏈固定,固定點(diǎn)不少于3個(gè),前探梁長(zhǎng)度不大于1m。(3)及時(shí)初噴一層δ50mm厚水泥凈漿,充塞巖石裂隙,封閉圍巖,防止圍巖風(fēng)化脫落。(4)上臺(tái)階施工時(shí),預(yù)計(jì)見4-2底板法距5.0m時(shí),用L3000mm釬子正頂打探眼,堅(jiān)持“有疑必探,先探后掘”的原則,及時(shí)改變錨(索)桿支護(hù)參數(shù)。(5)采用卸壓控制法,料石碹二次支護(hù)。刷擴(kuò)施工時(shí),放大設(shè)計(jì)荒尺寸150mm,一次支護(hù)后,巷道在圍巖應(yīng)力作用下,雖產(chǎn)生一定變形,但不超過設(shè)計(jì)范圍。二次支護(hù)滯后15d,為減少底膨量,防止墻基下沉,兩幫內(nèi)斂,巷頂擠壓破壞,在底膨劇裂期1個(gè)月后,拆除臨時(shí)軌道,臥底拉底,鋪設(shè)永久軌道成巷。(6)拱部采用石碴子填碹,墻部用砂漿充填,改變碹體結(jié)構(gòu),增強(qiáng)支護(hù)效果。將?20mm~40mm的碎石子用水洗凈,裝入編織袋,通常用水泥袋代替,充填碹體壁后,巷道膽尖及噴層突出集中載荷或圍巖應(yīng)力,通過石子棱角均勻傳遞給碹體,碹體受到均勻荷載作用,免受集中應(yīng)力的破壞。6錨索支護(hù)的基礎(chǔ)(1)利用正臺(tái)階導(dǎo)硐二次支護(hù)滯后全斷面卸壓控制法施工,把圍巖劇烈其控制在導(dǎo)硐支護(hù)階段,達(dá)到全斷面自動(dòng)卸壓的目的,減少圍巖應(yīng)力對(duì)二次支護(hù)的擠壓破壞作用。(2)錨索支護(hù)彌補(bǔ)了圍巖松動(dòng)以外普通錨桿支護(hù)的不足,把頂板不穩(wěn)定巖層懸吊在穩(wěn)定巖層中,增強(qiáng)了復(fù)合頂板的穩(wěn)定性。(3)采用石碴子填碹

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