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摘要：煤层赋存条件决定着煤炭开采的难易程度，在泌水煤田中第四系（Q）中上更新统（Q2+3）由浅黄色亚粘土、亚砂土组成，垂直节理发育，底部有砾石层；特别是全新统（Q4）有近代冲积层、洪积层，由砂、亚砂土、砾石组成，土层下多有流砂层。煤矿多采用斜井、立井开拓，过流砂层，施工困难。平安煤业公司在建井施工中经过反复实践总结出一套斜井过流砂层施工方案，较好的解决了流砂层治理情况。
关键词：斜井 过流砂层 技术
中图分类号：TG333.7 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）32-197-01
1.概况
山西寿阳段王集团平安煤业有限公司为改造建设矿井，井田面积8.43Km2，矿井设计生产能力90万吨/a，技改主斜井设计长度458m，设计坡度23°，设计方位321°21′。巷道断面设计为半圆拱料石砌碹支护，巷道净断面S=10.45m?，净宽3.6m，巷道净高3.4m；荒断面S=16.34m，主要用于安装胶带输送机和轨道并兼做进风井，负责全矿井的煤炭提升和通风任务。
该矿井在技术改造施工过程中，过表土层厚度111.5m，共揭露流砂层14层，各层流砂层垂直厚度1～14m不等，施工难度较大。
2 过流砂层施工方法
2.1 临时支护
工作面控顶段临时支护采用金属导管超前支护，导管上方用1.5寸长1.2m钢管密集平行排放，用两根管子与导管搭接，然后用单体液压支柱配π型梁进行支护。支柱要有足够的初撑力，临时支护紧跟迎头。
2.2 永久支护形式及规格
2.2.1 在超前维护处理完，首先要采用半圆拱毛料石砌碹挂网和29#U型钢棚加水泥背板喷浆作为永久支护（顶帮部采用冒石支护，冒石高500mm×宽300mm，），水泥背板规格为长700mm×宽200mm×厚80mm，经纬网规格：1000mm×900mm。29#U型钢棚采用29#U型热轧钢制成，符合GBT/T4697-2008标准，U型卡用直径≮28mm圆钢制成，丝长≮100mm，并含弹簧垫，垫板长400mm×宽400mm×厚20mm。棚距中對中500mm，喷浆厚度100mm。
2.2.2 砌墙及基础
①根据中腰线拉好垂线，以腰线确定墙体基础平面，以中线确定墙体的方向和位置。
②墙体底部采用11#矿用工字钢和料石砂浆硬化，料石高300mm×宽500mm，工字钢长3800mm，工字钢设置在临时轨道以下350mm，工字钢之间必须进行焊接，防止底鼓现象发生。
③按设计断面要求清挖基础，基础必须达到轨面下300～1000mm。
④铺设前必须清理干净基础内泥砂，铺筑坐浆泥。
⑤若底板为泥砂层时，在底板打入1.5寸无缝钢管封闭泥砂，并与工字钢连接。
⑥砌碹料石必须选用合格材料，不合格料石不得使用，砌底要按巷道前后坡度保证质量，确保砂浆饱满，缝隙严密，杜绝干缝、齐缝，并及时充填严实。
2.2.3 砌拱
①墙砌好后，确认安全后利用中线，搭设拱台，所立拱高要比设计拱高高出3—5cm，以抵消下沉量，碹台架好后，拉紧扣牢，即可砌碹。
②砌碹由两侧拱基线起线砌碹，两侧平行进行，（特殊地段根据现场情况确定施工顺序）料石要紧贴模板，以确保碹体的平整度。
③砌碹料石不准平放和横立，严禁偷工减料，违规操作。
④合拢龙门要在巷道中心，合拢时砂浆饱满，缝隙不得超过2cm。
⑤砌碹要由外向里进行，空顶段要用不燃性材料充填，严禁出现不充填或充填不实工程。
2.2.4 最后进行全断面的喷浆，喷浆厚度120mm。
3 过流砂层安全技术措施
3.1 进入流砂层前必须加强工作面10m范围内的支护，备足穿越流砂层所需的施工材料（钢管、铁板、石子、料石、水泥、砂子、编织袋、氧气、乙炔等）。
3.2 进入流砂层前必须对工作面10m范围内的底板进行硬化，厚度大于30㎝，若遇厚流砂层时，必须在流砂层内打密集牢固地桩（采用轨道长度大于1.5m），而后在地桩上编钢筋网浇注厚度大于60㎝的混凝土封固底板，确保底板承压不下沉。
3.3 待封固的底板达到一定强度后，架设打管工作支架，使用空压机将长6m直径2寸钢管，从支架上方沿拱形密排封顶打入工作面。
3.4 拱顶钢管打好封顶后，开始挖掘工作面流砂，挖掘过程中必须用金属摩擦支柱及时支护前探钢管，每前进0.5m必须将底板加固硬化，及时使用带孔眼的铁板或编织袋装石子封固工作面与巷道两帮的流砂层，严防工作面塌落与片帮，并及时砌墙，待巷道两墙体达到0.8～1.0m时封固好工作面开始砌碹。
3.5 砌碹过程中必须时刻检查工作面的稳固情况，砌碹是必须由拱基两侧向中央砌筑，严格按要求施工，空顶面积大的地段必须采用编织袋装石子充填接顶。
3.6 碹与碹接茬时，由于打管支架处的管子影响接茬，需要切割。因此切割前必须加强工作面的超前支护和通风，严格监测工作，确保切割安全事故和碹茬严密合茬的质量要求。
3.7 由于流砂段水量较大，必须加强排水管理，排水过程中做好流砂滤水工作（用编织袋装石子筑临时水窝），减少流砂外排。
4 对局部变形严重地段返修方案措施
4.1 该巷道原采用半圆拱料石砌碹支护改为U型棚喷浆支护，巷道净断面不变，设计净断面为B=3600mm，H墙=1600mm，H拱=1800mm，S净=10.8m2。
4.2 支护形式
1、目前巷道施工底板为流砂层，为防止出现低鼓现象，应先处理底板。先清挖底板后用散放的石子充填，石子上面按巷道坡度平铺料石，在料石上平铺10mm厚的钢板，钢板的宽度根据现场实际情况而定。在平铺钢板时必须采取防滑措施：在钢板上焊直径18mm，长3～5mm垂直于钢板的螺纹钢进行防滑。
2、棚中对中500mm，底梁为长4.1m11#矿用工字钢。
3、在U型钢棚外侧采用1.5寸钢管封闭泥或砂。钢管必须进行错茬搭接，搭接长度不少于100mm。
4、棚与棚之间连接：棚与棚之间的棚腿与顶梁的连接分别在距柱腿窝300—500mm处两帮各一道，在U型钢棚U型卡上方各一道，在U型钢棚顶设一道均采用卡接固定；底梁之间连接中间一道，两端底脚各一道采用焊接。
5、钢棚外侧浇注不低于300mm厚的混凝土，并且必须夹筋，规格直径18mm的螺纹钢，顺巷道防置，间距300mm。
6、扶棚时采用单体液压支柱配合作业。
7、拱梁两端与柱腿搭接吻合后。可先在两侧各上一个卡绳，然后背好帮、顶，再用中心线、腰线检查支架的支护质量，合格后即将卡缆上齐，卡缆拧紧扭矩不得小于150NM。
8、U型钢棚搭接处严禁使用单卡缆，其搭接长度卡缆中心距均要符合作业规程规定，误差不得小于10%。
9、底板硬化：在底板硬化之前，必须提前布设导水管。底板硬化时，严格按照巷道设计坡度，要加入适量速凝剂，硬化厚度要超过底梁150mm。
10、所有棚按要求连接固定老靠后，要全断面铺设（经纬网规格：2000mm×1000mm）经纬网进行喷浆，喷浆厚度200mm
5 结论
该公司技改主斜井于最终建成。施工中，经过反复实践检验，总结出一套成功过流砂层施工技术，挽回直接损失近7200万元，对泌水煤田矿井建设安全高效施工具有很好的指导意义。
作者简介：刘志胜，男，1965年生，1985年毕业于辽源煤矿学校，本科，采煤工程师，现在寿阳煤炭工业局负责安全通风工作，发表论文多篇。管伟，男，1982年4月出生，中国矿业大学应用技术学院毕业，本科，从事煤矿生产技术工作6年，现任山西寿阳段王集团平安煤业有限公司副总工程师。
关键词：斜井 过流砂层 技术
中图分类号：TG333.7 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）32-197-01
1.概况
山西寿阳段王集团平安煤业有限公司为改造建设矿井，井田面积8.43Km2，矿井设计生产能力90万吨/a，技改主斜井设计长度458m，设计坡度23°，设计方位321°21′。巷道断面设计为半圆拱料石砌碹支护，巷道净断面S=10.45m?，净宽3.6m，巷道净高3.4m；荒断面S=16.34m，主要用于安装胶带输送机和轨道并兼做进风井，负责全矿井的煤炭提升和通风任务。
该矿井在技术改造施工过程中，过表土层厚度111.5m，共揭露流砂层14层，各层流砂层垂直厚度1～14m不等，施工难度较大。
2 过流砂层施工方法
2.1 临时支护
工作面控顶段临时支护采用金属导管超前支护，导管上方用1.5寸长1.2m钢管密集平行排放，用两根管子与导管搭接，然后用单体液压支柱配π型梁进行支护。支柱要有足够的初撑力，临时支护紧跟迎头。
2.2 永久支护形式及规格
2.2.1 在超前维护处理完，首先要采用半圆拱毛料石砌碹挂网和29#U型钢棚加水泥背板喷浆作为永久支护（顶帮部采用冒石支护，冒石高500mm×宽300mm，），水泥背板规格为长700mm×宽200mm×厚80mm，经纬网规格：1000mm×900mm。29#U型钢棚采用29#U型热轧钢制成，符合GBT/T4697-2008标准，U型卡用直径≮28mm圆钢制成，丝长≮100mm，并含弹簧垫，垫板长400mm×宽400mm×厚20mm。棚距中對中500mm，喷浆厚度100mm。
2.2.2 砌墙及基础
①根据中腰线拉好垂线，以腰线确定墙体基础平面，以中线确定墙体的方向和位置。
②墙体底部采用11#矿用工字钢和料石砂浆硬化，料石高300mm×宽500mm，工字钢长3800mm，工字钢设置在临时轨道以下350mm，工字钢之间必须进行焊接，防止底鼓现象发生。
③按设计断面要求清挖基础，基础必须达到轨面下300～1000mm。
④铺设前必须清理干净基础内泥砂，铺筑坐浆泥。
⑤若底板为泥砂层时，在底板打入1.5寸无缝钢管封闭泥砂，并与工字钢连接。
⑥砌碹料石必须选用合格材料，不合格料石不得使用，砌底要按巷道前后坡度保证质量，确保砂浆饱满，缝隙严密，杜绝干缝、齐缝，并及时充填严实。
2.2.3 砌拱
①墙砌好后，确认安全后利用中线，搭设拱台，所立拱高要比设计拱高高出3—5cm，以抵消下沉量，碹台架好后，拉紧扣牢，即可砌碹。
②砌碹由两侧拱基线起线砌碹，两侧平行进行，（特殊地段根据现场情况确定施工顺序）料石要紧贴模板，以确保碹体的平整度。
③砌碹料石不准平放和横立，严禁偷工减料，违规操作。
④合拢龙门要在巷道中心，合拢时砂浆饱满，缝隙不得超过2cm。
⑤砌碹要由外向里进行，空顶段要用不燃性材料充填，严禁出现不充填或充填不实工程。
2.2.4 最后进行全断面的喷浆，喷浆厚度120mm。
3 过流砂层安全技术措施
3.1 进入流砂层前必须加强工作面10m范围内的支护，备足穿越流砂层所需的施工材料（钢管、铁板、石子、料石、水泥、砂子、编织袋、氧气、乙炔等）。
3.2 进入流砂层前必须对工作面10m范围内的底板进行硬化，厚度大于30㎝，若遇厚流砂层时，必须在流砂层内打密集牢固地桩（采用轨道长度大于1.5m），而后在地桩上编钢筋网浇注厚度大于60㎝的混凝土封固底板，确保底板承压不下沉。
3.3 待封固的底板达到一定强度后，架设打管工作支架，使用空压机将长6m直径2寸钢管，从支架上方沿拱形密排封顶打入工作面。
3.4 拱顶钢管打好封顶后，开始挖掘工作面流砂，挖掘过程中必须用金属摩擦支柱及时支护前探钢管，每前进0.5m必须将底板加固硬化，及时使用带孔眼的铁板或编织袋装石子封固工作面与巷道两帮的流砂层，严防工作面塌落与片帮，并及时砌墙，待巷道两墙体达到0.8～1.0m时封固好工作面开始砌碹。
3.5 砌碹过程中必须时刻检查工作面的稳固情况，砌碹是必须由拱基两侧向中央砌筑，严格按要求施工，空顶面积大的地段必须采用编织袋装石子充填接顶。
3.6 碹与碹接茬时，由于打管支架处的管子影响接茬，需要切割。因此切割前必须加强工作面的超前支护和通风，严格监测工作，确保切割安全事故和碹茬严密合茬的质量要求。
3.7 由于流砂段水量较大，必须加强排水管理，排水过程中做好流砂滤水工作（用编织袋装石子筑临时水窝），减少流砂外排。
4 对局部变形严重地段返修方案措施
4.1 该巷道原采用半圆拱料石砌碹支护改为U型棚喷浆支护，巷道净断面不变，设计净断面为B=3600mm，H墙=1600mm，H拱=1800mm，S净=10.8m2。
4.2 支护形式
1、目前巷道施工底板为流砂层，为防止出现低鼓现象，应先处理底板。先清挖底板后用散放的石子充填，石子上面按巷道坡度平铺料石，在料石上平铺10mm厚的钢板，钢板的宽度根据现场实际情况而定。在平铺钢板时必须采取防滑措施：在钢板上焊直径18mm，长3～5mm垂直于钢板的螺纹钢进行防滑。
2、棚中对中500mm，底梁为长4.1m11#矿用工字钢。
3、在U型钢棚外侧采用1.5寸钢管封闭泥或砂。钢管必须进行错茬搭接，搭接长度不少于100mm。
4、棚与棚之间连接：棚与棚之间的棚腿与顶梁的连接分别在距柱腿窝300—500mm处两帮各一道，在U型钢棚U型卡上方各一道，在U型钢棚顶设一道均采用卡接固定；底梁之间连接中间一道，两端底脚各一道采用焊接。
5、钢棚外侧浇注不低于300mm厚的混凝土，并且必须夹筋，规格直径18mm的螺纹钢，顺巷道防置，间距300mm。
6、扶棚时采用单体液压支柱配合作业。
7、拱梁两端与柱腿搭接吻合后。可先在两侧各上一个卡绳，然后背好帮、顶，再用中心线、腰线检查支架的支护质量，合格后即将卡缆上齐，卡缆拧紧扭矩不得小于150NM。
8、U型钢棚搭接处严禁使用单卡缆，其搭接长度卡缆中心距均要符合作业规程规定，误差不得小于10%。
9、底板硬化：在底板硬化之前，必须提前布设导水管。底板硬化时，严格按照巷道设计坡度，要加入适量速凝剂，硬化厚度要超过底梁150mm。
10、所有棚按要求连接固定老靠后，要全断面铺设（经纬网规格：2000mm×1000mm）经纬网进行喷浆，喷浆厚度200mm
5 结论
该公司技改主斜井于最终建成。施工中，经过反复实践检验，总结出一套成功过流砂层施工技术，挽回直接损失近7200万元，对泌水煤田矿井建设安全高效施工具有很好的指导意义。
作者简介：刘志胜，男，1965年生，1985年毕业于辽源煤矿学校，本科，采煤工程师，现在寿阳煤炭工业局负责安全通风工作，发表论文多篇。管伟，男，1982年4月出生，中国矿业大学应用技术学院毕业，本科，从事煤矿生产技术工作6年，现任山西寿阳段王集团平安煤业有限公司副总工程师。