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摘 要：信湖煤矿副井井筒与-960 m车场连接处，设计支护形式较为复杂，施工工作面狭窄，机械化程度低，安全风险系数较高，工序转换频繁，质量控制是施工的难点。施工单位认真组织，精心施工，达到了质量优良、安全无事故的施工目标。
关键词：信湖煤矿 马头门 施工技术
中图分类号：TD262 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2013）05（a）-0113-02
1 工程概况
1.1 工程概述
信湖煤矿是安徽省发改委批准的重点煤矿建设项目，由合肥设计研究院设计，设计生产能力为300万t/年，立井开拓，在中央区工业场地内布置主、副、风三个井筒。由淮北矿业集团和安徽省煤田地质局合资建设。
矿井位于涡阳县花沟镇境内，东距涡阳县城14 km，交通便利。
主井、副井和风井三个井筒位于同一工业广场内，工业广场地势平坦，自然地面标高+31.4 m。
信湖煤矿副井全深1035 m，井底车场标高为-960 m。井筒与-960 m车场连接处，轨面相对标高±0.000（绝对标高为-960 m），顶板相对标高+9.95 m，净宽7.5 m。井筒及连接处外层为锚网、索、喷临时支护，内层双层钢筋混凝土结构，加固段井壁厚度为850 mm，混凝土强度等级为C50。配筋形式为：环向筋Ф22@200 mm、纵筋Ф20@200 mm；底拱钢筋：环筋Ф20@200 mm、水平筋Ф18@200 mm。
1.2 工程技术特征及工程量
马头门连接处巷道中心线为井筒中线偏西250 mm，从井筒中心算起南侧长40.757 m，北侧长28.738 m。其中1-1断面北侧长2 m，南侧长2 m，净高9.95/8.95 m；2-2断面长12.05 m，净高6.91 m。
连接处计划与井筒同时施工段：南侧掘进9.5 m，浇筑8.41 m（与东、西两个信号控制硐室整体浇筑），北侧掘进8.5 m，浇筑5 m。
连接处断面均为半圆拱结构，拱高3.75 m，净宽7.5 m，临时支护喷浆厚度100 mm，壁厚850 mm。连接处要求用锚网喷支护，锚杆为Ф22钢筋等强锚杆，L=2500 mm，锚杆按梅花形状布置，锚杆间排距为800 mm×800 mm。详见图1、图2。
1.3 地质及水文地质情况
根据《信湖副井井筒检查孔地质报告》，-960 m车场连接处顶部处于砂岩中，致密，垂直裂隙发育。
2 施工方案
（1）井筒掘砌到马头门顶板上口2.0 m（标高-950.5 m）停止永久支护，继续向下掘进至马头门顶板荒径上口（标高-951.93 m），锚网喷支护好后，继续向下掘进。马头门与井筒一并掘进的同时，井筒超前马头门一个段高4 m，作为临时矸石仓和水窝，以便储存马头门放炮崩落的矸石。最后井筒掘至-966.45 m，待扎筋、立模板结束后自下而上整体浇注。
（2）马头门施工方案
随着井筒掘进的下行，先将马头门拱部锚、网、喷、锚索支护完毕再继续施工墙部直至将反底拱和摇台基础一并掘出。考虑马头门设计工程特点及保证浇注混凝土的充填密实性，计划将北侧马头门从井筒中心线向北掘进10.0 m，浇注长度为井筒中心线向北8.55 m；计划将南侧马头门从井筒中心线向南掘进至12.0 m，浇注长度为井筒中心线向南10.5 m。南侧马头门的两个信号操作硐室一并掘出。
马头门内信号操作硐室掘进、支护及碹骨安装同马头门一并施工，马头门连接处与井筒部分一起浇灌混凝土永久支护，永久支护采用整体金属模板拉模施工，高度14.3 m。
3 施工方法
3.1 掘进
（1）采用钻爆法施工：YT-29型凿岩机打眼，Ф22×2200六角中空钢钎配Ф42 mm“一”字形钻头打眼，装药选用煤矿许用二级水胶炸药，规格Ф29×430 mm，雷管选用煤矿许用毫秒延期电雷管，串/并联正向装药爆破。
（2）-960 m车场连接处拱部在打眼前，由当班技术员，按照巷道中心线和标高点用红漆画出巷道掘进荒径轮廓线，打眼工严格按照掘进荒径轮廓线控制好角度进行打眼；炮后同样由当班技术员进行检查，按设计尺寸检查掘进荒径是否满足设计要求，不够之处用风镐刷够，然后进行临时支护。
（3）硐室开门炮，采用打浅眼、多打眼、少装药的原则进行爆破，尽量减少放炮对岩石的震动，炮眼深度控制在1.5 m以内，周边眼间距控制在300～350 mm之内，装药量减半。
为方便倒矸，马头门墙部眼采用竖直向下打眼，眼深2.0 m。间排距0.7～1.0 m，孔间距400～600 mm。
3.2 出矸
-960m车场连接处出矸采用人工配合耙矸机、抓岩机出矸。放炮前将井筒内矸石出到低于马头门施工水平2～3 m，放炮后矸石自然落入井筒水窝内，剩余矸石用人力、耙矸机、抓岩机扒入井筒内。中心回转抓岩机抓岩装罐，利用井筒施工期间的提升排矸系统排矸。后期井筒施工完毕后，再施工马头门时采用P-90B（45 kw）型耙矸机出矸。
3.3 临时支护
（1）-960m车场连接处顶部处于砂岩、底部处于泥岩中，支护范围为井筒-945～-964.8 m，马头门拱部、墙部和底拱。马头门拱部掘进尺寸满足设计要求后，用锚杆、锚索、网片及喷浆作为支护，喷浆厚度70mm。
（2）锚杆参数：井筒为：?22×2500 mm左旋无纵筋高强树脂锚杆，间排距800 mm×800 mm，梅花状布置，每根锚杆使用2卷Z2550型树脂锚固剂。网片的规格：2000 mm×1000 mm，网格100 mm×100 mm，Ф6钢筋焊接，压茬不小于100 mm，用18#铁丝绑扎。锚杆托盘规格为150 mm×150 mm，用10 mm厚的钢板压制成碟状，方形。 锚索参数：锚索采用高强度低松弛预应力钢绞线，直径17.8 mm，长度为7000 mm，锚索间排距为2.4 m，每根锚索使用“1快2中”共三支树脂锚固剂（1支K2550、2支Z2550）。锚索托盘规格为300 mm×300 mm，用15 mm厚钢板加工。
3.4 钢筋绑扎
-960m车场连接处拱部，墙部掘进和临时支护完即进行钢筋绑扎。依据由地面向井下传递的井筒十字线和标高控制点，分别在两迎头工作面打上固定的木桩，并钉上铁钉，标定出巷道中心线和-960 m车场连接处底板上1m腰线，依据巷道中心线和腰线绑扎钢筋。
3.5 立模及混凝土浇灌
马头门及井筒连接部永久支护采用整体金属模板施工法，采用由-964.8 m向上拉模施工。施工时，先浇筑到-962.45 m位置，混凝土凝固后在-962.45 m混凝土面上组装摇台基础模板和1#、2#、3#碹骨骨腿，北侧模板高度2.04 m（-962.45～-960.41 m），南侧模板高度1.65 m（-962.45～-960.80 m），待模板组装完毕后，摇台基础和北侧3-3断面以及南侧5-5断面反底拱整体浇筑与模板上口一平。
当北侧-960.41 m和南侧-960.80 m混凝土凝固后，按地面加工碹骨顺序编号下放碹骨和脚手架，北侧组装4#、5#碹骨，南侧组装4#、5#、6#碹骨，再进行向上提模施工。
马头门及井筒连接部永久支护采用整体金属模板施工法，高度14.3 m，从标高-950.5～-964.8 m，分5次施工。
（1）第一模2.35 m（-964.8～-962.45 m）
（2）第二模2.04 m（-962.45～-960.41 m）。
（3）第三模3.6 m（-960.41～-956.81 m）。
（4）第四模3.2 m（-956.81～-953.61 m）。
（5）第五模3.11 m（-953.61～-950.5 m）。
马头门碹股采用[16槽钢加工，北侧布置5架、南侧布置6架，碹骨间距1.2m；碹股之间的拉钩使用40的角铁，支撑杆使用3寸Ф76 mm管子连接。
稳设碹股时，先按中、腰线稳设碹骨腿，为防止浇筑砼时碹骨腿位移，每根碹骨腿上打设4根φ22×2500 mm锚杆固定碹股腿，之后架设拱部碹骨。
碹骨稳设结束后，立模板、浇筑混凝土。混凝土强度等级C50，浇灌混凝土时要垂直、对称入模，下料要均匀，连续分层浇灌，层厚300 mm，以保证模板稳定。
要随浇随捣，用振捣器将混凝土捣实，捣固方式慢插慢拔，且震动时间不得小于30 s，杜绝蜂窝、麻面，以保证井壁质量。
对接茬施工应严格要求，在浇注接茬时，边浇边捣固，保证混凝土饱满、接茬严密。
4 结语
信湖煤矿副井及井筒连接处等相关硐室，采用锚索支护技术配合锚网喷进行一次支护，有效地控制了围岩的稳定性，既加大了施工段高，加快施工进度，又避免了硐室及相关井筒第一分层钢筋砼支护帽下沉，确保了工程质量和施工安全，为预应力锚索支护在围岩破碎的特大硐室中应用积累了成功的经验。
参考文献
[1] 路耀华.中国煤矿建井技术[M].北京：中国矿业大学出版社，1995.
[2] 刘刚.井巷工程[M].北京：中国矿业大学出版社，2005，3.
[3] 崔云龙.简明建井工程手册[M].北京：煤炭工业出版社，2003.
[4] 煤矿井巷工程质量验收规范（GB505213 -2010）.
[5] 煤矿井巷工程施工规范（GB50511-2010）.
关键词：信湖煤矿 马头门 施工技术
中图分类号：TD262 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2013）05（a）-0113-02
1 工程概况
1.1 工程概述
信湖煤矿是安徽省发改委批准的重点煤矿建设项目，由合肥设计研究院设计，设计生产能力为300万t/年，立井开拓，在中央区工业场地内布置主、副、风三个井筒。由淮北矿业集团和安徽省煤田地质局合资建设。
矿井位于涡阳县花沟镇境内，东距涡阳县城14 km，交通便利。
主井、副井和风井三个井筒位于同一工业广场内，工业广场地势平坦，自然地面标高+31.4 m。
信湖煤矿副井全深1035 m，井底车场标高为-960 m。井筒与-960 m车场连接处，轨面相对标高±0.000（绝对标高为-960 m），顶板相对标高+9.95 m，净宽7.5 m。井筒及连接处外层为锚网、索、喷临时支护，内层双层钢筋混凝土结构，加固段井壁厚度为850 mm，混凝土强度等级为C50。配筋形式为：环向筋Ф22@200 mm、纵筋Ф20@200 mm；底拱钢筋：环筋Ф20@200 mm、水平筋Ф18@200 mm。
1.2 工程技术特征及工程量
马头门连接处巷道中心线为井筒中线偏西250 mm，从井筒中心算起南侧长40.757 m，北侧长28.738 m。其中1-1断面北侧长2 m，南侧长2 m，净高9.95/8.95 m；2-2断面长12.05 m，净高6.91 m。
连接处计划与井筒同时施工段：南侧掘进9.5 m，浇筑8.41 m（与东、西两个信号控制硐室整体浇筑），北侧掘进8.5 m，浇筑5 m。
连接处断面均为半圆拱结构，拱高3.75 m，净宽7.5 m，临时支护喷浆厚度100 mm，壁厚850 mm。连接处要求用锚网喷支护，锚杆为Ф22钢筋等强锚杆，L=2500 mm，锚杆按梅花形状布置，锚杆间排距为800 mm×800 mm。详见图1、图2。
1.3 地质及水文地质情况
根据《信湖副井井筒检查孔地质报告》，-960 m车场连接处顶部处于砂岩中，致密，垂直裂隙发育。
2 施工方案
（1）井筒掘砌到马头门顶板上口2.0 m（标高-950.5 m）停止永久支护，继续向下掘进至马头门顶板荒径上口（标高-951.93 m），锚网喷支护好后，继续向下掘进。马头门与井筒一并掘进的同时，井筒超前马头门一个段高4 m，作为临时矸石仓和水窝，以便储存马头门放炮崩落的矸石。最后井筒掘至-966.45 m，待扎筋、立模板结束后自下而上整体浇注。
（2）马头门施工方案
随着井筒掘进的下行，先将马头门拱部锚、网、喷、锚索支护完毕再继续施工墙部直至将反底拱和摇台基础一并掘出。考虑马头门设计工程特点及保证浇注混凝土的充填密实性，计划将北侧马头门从井筒中心线向北掘进10.0 m，浇注长度为井筒中心线向北8.55 m；计划将南侧马头门从井筒中心线向南掘进至12.0 m，浇注长度为井筒中心线向南10.5 m。南侧马头门的两个信号操作硐室一并掘出。
马头门内信号操作硐室掘进、支护及碹骨安装同马头门一并施工，马头门连接处与井筒部分一起浇灌混凝土永久支护，永久支护采用整体金属模板拉模施工，高度14.3 m。
3 施工方法
3.1 掘进
（1）采用钻爆法施工：YT-29型凿岩机打眼，Ф22×2200六角中空钢钎配Ф42 mm“一”字形钻头打眼，装药选用煤矿许用二级水胶炸药，规格Ф29×430 mm，雷管选用煤矿许用毫秒延期电雷管，串/并联正向装药爆破。
（2）-960 m车场连接处拱部在打眼前，由当班技术员，按照巷道中心线和标高点用红漆画出巷道掘进荒径轮廓线，打眼工严格按照掘进荒径轮廓线控制好角度进行打眼；炮后同样由当班技术员进行检查，按设计尺寸检查掘进荒径是否满足设计要求，不够之处用风镐刷够，然后进行临时支护。
（3）硐室开门炮，采用打浅眼、多打眼、少装药的原则进行爆破，尽量减少放炮对岩石的震动，炮眼深度控制在1.5 m以内，周边眼间距控制在300～350 mm之内，装药量减半。
为方便倒矸，马头门墙部眼采用竖直向下打眼，眼深2.0 m。间排距0.7～1.0 m，孔间距400～600 mm。
3.2 出矸
-960m车场连接处出矸采用人工配合耙矸机、抓岩机出矸。放炮前将井筒内矸石出到低于马头门施工水平2～3 m，放炮后矸石自然落入井筒水窝内，剩余矸石用人力、耙矸机、抓岩机扒入井筒内。中心回转抓岩机抓岩装罐，利用井筒施工期间的提升排矸系统排矸。后期井筒施工完毕后，再施工马头门时采用P-90B（45 kw）型耙矸机出矸。
3.3 临时支护
（1）-960m车场连接处顶部处于砂岩、底部处于泥岩中，支护范围为井筒-945～-964.8 m，马头门拱部、墙部和底拱。马头门拱部掘进尺寸满足设计要求后，用锚杆、锚索、网片及喷浆作为支护，喷浆厚度70mm。
（2）锚杆参数：井筒为：?22×2500 mm左旋无纵筋高强树脂锚杆，间排距800 mm×800 mm，梅花状布置，每根锚杆使用2卷Z2550型树脂锚固剂。网片的规格：2000 mm×1000 mm，网格100 mm×100 mm，Ф6钢筋焊接，压茬不小于100 mm，用18#铁丝绑扎。锚杆托盘规格为150 mm×150 mm，用10 mm厚的钢板压制成碟状，方形。 锚索参数：锚索采用高强度低松弛预应力钢绞线，直径17.8 mm，长度为7000 mm，锚索间排距为2.4 m，每根锚索使用“1快2中”共三支树脂锚固剂（1支K2550、2支Z2550）。锚索托盘规格为300 mm×300 mm，用15 mm厚钢板加工。
3.4 钢筋绑扎
-960m车场连接处拱部，墙部掘进和临时支护完即进行钢筋绑扎。依据由地面向井下传递的井筒十字线和标高控制点，分别在两迎头工作面打上固定的木桩，并钉上铁钉，标定出巷道中心线和-960 m车场连接处底板上1m腰线，依据巷道中心线和腰线绑扎钢筋。
3.5 立模及混凝土浇灌
马头门及井筒连接部永久支护采用整体金属模板施工法，采用由-964.8 m向上拉模施工。施工时，先浇筑到-962.45 m位置，混凝土凝固后在-962.45 m混凝土面上组装摇台基础模板和1#、2#、3#碹骨骨腿，北侧模板高度2.04 m（-962.45～-960.41 m），南侧模板高度1.65 m（-962.45～-960.80 m），待模板组装完毕后，摇台基础和北侧3-3断面以及南侧5-5断面反底拱整体浇筑与模板上口一平。
当北侧-960.41 m和南侧-960.80 m混凝土凝固后，按地面加工碹骨顺序编号下放碹骨和脚手架，北侧组装4#、5#碹骨，南侧组装4#、5#、6#碹骨，再进行向上提模施工。
马头门及井筒连接部永久支护采用整体金属模板施工法，高度14.3 m，从标高-950.5～-964.8 m，分5次施工。
（1）第一模2.35 m（-964.8～-962.45 m）
（2）第二模2.04 m（-962.45～-960.41 m）。
（3）第三模3.6 m（-960.41～-956.81 m）。
（4）第四模3.2 m（-956.81～-953.61 m）。
（5）第五模3.11 m（-953.61～-950.5 m）。
马头门碹股采用[16槽钢加工，北侧布置5架、南侧布置6架，碹骨间距1.2m；碹股之间的拉钩使用40的角铁，支撑杆使用3寸Ф76 mm管子连接。
稳设碹股时，先按中、腰线稳设碹骨腿，为防止浇筑砼时碹骨腿位移，每根碹骨腿上打设4根φ22×2500 mm锚杆固定碹股腿，之后架设拱部碹骨。
碹骨稳设结束后，立模板、浇筑混凝土。混凝土强度等级C50，浇灌混凝土时要垂直、对称入模，下料要均匀，连续分层浇灌，层厚300 mm，以保证模板稳定。
要随浇随捣，用振捣器将混凝土捣实，捣固方式慢插慢拔，且震动时间不得小于30 s，杜绝蜂窝、麻面，以保证井壁质量。
对接茬施工应严格要求，在浇注接茬时，边浇边捣固，保证混凝土饱满、接茬严密。
4 结语
信湖煤矿副井及井筒连接处等相关硐室，采用锚索支护技术配合锚网喷进行一次支护，有效地控制了围岩的稳定性，既加大了施工段高，加快施工进度，又避免了硐室及相关井筒第一分层钢筋砼支护帽下沉，确保了工程质量和施工安全，为预应力锚索支护在围岩破碎的特大硐室中应用积累了成功的经验。
参考文献
[1] 路耀华.中国煤矿建井技术[M].北京：中国矿业大学出版社，1995.
[2] 刘刚.井巷工程[M].北京：中国矿业大学出版社，2005，3.
[3] 崔云龙.简明建井工程手册[M].北京：煤炭工业出版社，2003.
[4] 煤矿井巷工程质量验收规范（GB505213 -2010）.
[5] 煤矿井巷工程施工规范（GB50511-2010）.