极近距离过立交巷道支护技术探讨

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[摘 要]通过对许疃煤矿-500m配风石门过7127机巷极近距离立交处的施工技术难题进行研究，结合现场实际情况，提出了合理的施工方法和支护方案，7127机巷立交处采用顶板打锚索梁补强支护，底板卧底浇灌加固，-500m配风石门过立交处采用架设36U型钢棚+撞楔联合支护。经现场实践证明，该项支护技术能够有效地控制围岩在应力集中区的变形和破坏，确保了巷道的安全施工和后期的有效利用，满足安全生产要求。

[关键词]极近距离立交；锚索梁；浇灌；联合支护

中图分类号：TD353 1 文献标识码：B 文章编号：1009-914X（2014）34-0172-01

1、前言

巷道掘进后，巷道围岩由原来的三向应力状态变为二向应力状态，岩体的原岩应力状态遭到破坏，必然会导致围岩应力重新分布，不仅在巷道周边形成应力集中，还会向底板深部传递，在底板岩层一定范围内重新分布应力。巷道围岩应力受扰乱的区域称为影响带，一般以超过原岩应力值的5%作为影响带的边界。若在相邻巷道的应力影响带内开挖巷道，势必产生巷道围岩应力值的叠加，如果围岩的应力超过岩体强度，巷道周边向岩体深部扩展到一定范围形成塑性变形区。塑性区的出现使应力集中区向纵深偏移，当应力集中区的强度超过围岩的屈服强度时，又将出现新的塑性区，如此逐层推进，使塑性区不断向纵深发展，如果不采取适当的支护措施，巷道围岩塑性区将随变形加大而出现松动破坏。

根据巷道围岩控制原理：根据巷道围岩应力、围岩强度以及它们之间的相互关系，选择合适的巷道布置和保护及支护方式，降低围岩应力，增加围岩强度，改善围岩受力条件和赋存环境，有效地控制围岩的变形、破坏。我们可以知道，在巷道位置一定的前提下，如何选择巷道的支护手段，是控制巷道围岩变形、破坏，确保安全生产的最关键的问题。

淮北矿业集团公司许疃煤矿-500m配风石门施工过程中，将与7127机巷过立交，两巷立交垂直最小净垛1.3m，最大净垛4m。根据两条巷道立交处的实际地质条件，许疃矿生产技术部门经过科学的研究和分析后，提出了合理的施工技术方案和有效地支护手段。7127机巷立交处采用顶板打锚索梁补强支护，底板卧底浇灌加固，-500m配风石门过立交处采用架设36U型钢棚+撞楔联合支护。经过现场实际的检验，该支护方式有效地控制了两条巷道围岩的变形，顶板稳定，顶板下沉量小，两帮移近量小，没有出现漏顶、片帮的现象，保证了工程质量，为后期的安全生产提供了有利的技术保障。

2、工程概况

-500m配风石门平行布置在-500m轨道石门南47m左右，设计全长1188m，巷道穿层施工，需穿过42、51、52、72、82、83煤层，穿层总厚度约250m左右。施工段岩层总体呈南北走向，倾向东南，倾角10°～20？，平均15°。根据三维地震勘探及邻近-500m轨道石门的资料，该区域内共发育断层5条，其中F6（∠65°H=65～123m）逆断层对掘进施工影响较大。

-500m配风石门施工过程中，将与7127机巷过立交，两巷立交垂直最小净垛1.3m，最大净垛4m。立交处为-500m配风石门穿72煤处，该处为71、72煤层合并区，煤厚5m，煤层结构复杂，内生裂隙发育，中间夹杂两条炭质泥岩线。与下部82煤间距平均12.7m，两层煤之间为粉砂岩、细砂岩，薄层状，节理发育，中部含0.45m的煤线。

-500配风石门该处巷道支护方式为架36U棚支护，其断面尺寸为净高×净宽=5000×4200mm，7127机巷采用架29U棚支护，其净高×净宽=3500×2500mm。

3、支护方案及支护参数

（1）7127机巷加固方案及参数：

1）顶板打锚索梁。沿巷道中心线及两肩窝处各施工一组锚索梁。

2）底板卧底。根据地测给定的加固范围A6向下12m至20m为立交范围，由下向上卧底16m，卧底时深度距道面下800mm，宽4000mm，长4000mm。

3）卧底后在底板沿巷道方向穿11#工字钢。工字钢长4000mm，工字钢使用道夹板连接成16m长的长梁，工字钢排距500mm。

4）7127机巷U型棚棚腿下排11#工字钢。垂直于巷道方向在长梁上排4000mm长11#工字钢，工字钢间距500mm。

5）工字钢排好后，对卧底处浇灌加固，浇灌深度为800mm。

（2）-500配风石门加固方案及参数：

使用综掘机施工，架36U棚，缩小棚距，棚距为500mm，及时打撞楔。撞楔布置为长度不小于3米长6分钢管制作，间距不大于300mm，外露不大于500mm。

4、施工工序

7127机巷施工工序：安全确认、敲帮问顶卧底出货穿工字钢棚腿下排工字钢浇灌下一循环。

-500m配风石门施工工序：立交巷道警戒安全确认截割上部打撞楔临时支护、挂护山网上梁子过顶出货、截割下部打抗头梁、挂防片帮网挖腿窝栽腿子腰帮撤除警戒。

5、安全技术措施

1）严格执行“敲帮问顶”制度。

2）临时支护必须紧跟迎头，严禁空顶作业。

3）架棚时，巷道采用4根长度不小于4m的11#工字钢作为前探梁，前探梁以中线向两帮均匀布置。每根前探梁固定点不得少于三处且牢固可靠，每两个固定点之间应间隔一棚，两端固定点处的前探梁要余出不少于100mm的长度。

4）施工至立交点10m前，必须在7127机巷加固完后方可继续施工。到达立交段及立交段前后5m范围内时，安排专人到7127机巷进行警戒，综掘机截割及架棚期间，7127机巷内禁止行人或行车。

5）过立交段前后5m范围内，严格控制综掘机截割高度及循环进度，循环进度不超过1棚。

6）架棚时顶板必须接实。如发生掉顶时，必须先接实顶板后方可继续施工。

7）施工期间，加强“一通三防”管理，风筒距离迎头不得大于5m。瓦斯探头和瓦斯便携仪按规定进行吊挂，按规定认真检查工作地点风流中的瓦斯浓度，发现瓦斯超过0.8%时，必须停止作业并汇报矿调度，采取措施。

8）7127机巷加固施工过程中，绞车不准走勾，需走勾时，待人员撤至安全地点后，方可走勾。

9）7127机巷施工时必须卧一循环，工字钢排一循环，浇灌一循环。

10）-500配风石门施工至立交段及立交段前后5m范围内时，7127机巷内施工或行人行车时，-500配风石门巷道内不得进尺施工。

11）水沟设计规格为500×500mm，施工水沟时，采用放震动炮挖水沟，炮眼深度600mm，炮眼角度垂直巷道底板，每眼装药量不大于150克，炮眼必须封满炮泥。

5、结束语

实践证明，极近距离立交处巷道施工，上部巷道采用锚索梁加固顶板，底板卧底浇灌加固，下部巷道采用架棚及撞楔联合支护方案，取得了良好的效果。目前许疃煤矿7127机巷服务作用已结束，现已封闭。从现场的支护效果以及后期矿压监测情况来看，7127机巷在服务期内以及封闭以后，-500m配风石门巷道变形量极小，能够有效控制围岩变形，巷道没有出现掉顶现象，能满足安全生产的要求。其支护方案能够在同类条件下推广使用。

作者简介

李浩（1980.06-），男，安徽淮北人，2006年7月毕业于淮北煤炭师范学院物理系；2014年7月毕业于安徽理工大学采矿工程专业（函授），现任淮北矿业集团许疃煤矿综掘一区副区长。