1、新旧井筒交叉处掘进及支护技术研究 张红斌 山西兰花科技创业股份有限公司望云煤矿分公司 摘 要： 随着沁水煤田 3#煤资源逐渐枯竭, 下组煤延深开采将成为主要开采方式, 进行井田开拓布置时, 如将井筒布置在原有 3#煤井口位置上, 可充分利用已有的工业场地建筑, 减少占地与压煤。结合望云煤矿下组煤水平延深项目井筒选址及施工方案, 对新旧井筒交叉处掘进及支护形式进行了研究, 该研究对斜井井筒掘进具有一定借鉴意义。关键词： 支护技术; 交叉点; 开拓方式; 作者简介：张红斌, 1976 年生, 男, 山西高平人, 2012 年毕业于山西大同大学采矿工程专业, 工程师。收稿日期：2017-10-24S
2、tudy on the Tunneling and Support Technology at the Intersection of Old and New WellboreZHANG Hongbin Wangyun Coal Mine Branch Company, Shanxi Lanhua Sci-tech Venture Co., Ltd.; Abstract： As the 3#coal resources of Qinshui Coalfield have gradually dried up, extension mining for under-group coal seam
3、 will be the main method of mining. If the wellbore is placed in the position of the original 3#coal well during laying out the well development, existing industrial site construction can be fully used and occupation of land and compressed coal can also be reduced. This paper studied tunneling and s
4、upport form at the intersection of old and new wellbore combined with wellbore siting and construction scheme of horizontal extension projects for under-group coal seams in Wangyun Coal Mine, and the research is of reference significance to the drilling of inclined shafts.Keyword： support technology
5、; intersection; development way; Received： 2017-10-240 引言山西兰花科技创业股份有限公司望云煤矿分公司位于高平市西北约 10 km 处, 井田面积 16.645 2 km, 生产规模 0.9 Mt/a, 经过多年开采, 3 煤层资源已近枯竭, 开采下组煤对于资源回收和经济效益都具有积极的意义。为充分利用已有工业场地建筑, 减少压煤、占地, 下组煤水平延深项目井筒选址在原有的 3煤井口位置上1-3。1 井筒概况原主斜井倾角 18, 斜长 350 m, 净宽 3.2 m, 净断面 7.5 m;原副斜井倾角18, 斜长 360 m, 净宽 3.0
6、 m, 净断面 7.2 m, 两井筒均落底 3 煤层。两井筒原断面小, 井筒已封闭多年, 年久失修, 垮塌严重, 如进行扩砌改造, 施工难度大, 而且井筒倾角小, 延深到 15 煤层, 井筒斜长 665.4 m, 工程量大。在原工业场地的主、副斜井井口位置不变、井筒方位不变的情况下, 按 23的坡度新掘主、副斜井, 主斜井井口标高+903.55 m, 井筒斜长 563 m, 垂深 219.981 m, 井筒净宽 5.0 m, 净断面 17.8 m, 副斜井井口标高+895.627m, 井底车场水平标高+690 m, 井筒斜长 525.8 m、垂深 205.372 m, 井筒净宽 4.5 m,
7、净断面16.3 m。2 新旧井筒交叉处施工技术由于新建井筒与原有井筒有一段交叉部分, 施工重点及难点在于交叉点处顶板控制。2.1 主斜井交叉处施工技术明槽段开挖施工采用一次挖掘, 对边坡进行喷浆护理, 然后自下而上分段浇筑, 浇筑完毕后, 新掘井筒顶板距原井筒底板 0.5 m, 为保证安全顺利施工, 对原井筒加强支护, 对新井筒缩小掘进步距, 采用 U29 型钢棚支护, 并浇筑混凝土。新旧井筒交叉示意见图 1。图 1 新旧井筒交叉图 下载原图2.1.1 原主斜井加强支护为了确保施工安全, 决定先对原主斜井 40 m75 m 段进行锚网喷加固, 锚杆采用 20 mm2 000 mm 高强度树脂锚
8、杆, 三花布置, 间排距均为 800 mm。锚杆锚固力 70 k N, 钻孔直径 28 mm。网片采用 4.0 mm 钢筋焊接而成, 网孔规格为:100 mm100 mm, 网片规格为:长宽=2 m1 m。钢筋网由上而下沿巷道拱部向两帮铺设, 网与网间搭接 100 mm, 并用 14 双股联网丝连接, 扭结圈数不少于 2 圈, 喷射 100 mm 厚混凝土, 混凝土强度不低于 C20;底板 40 m60 m 段采用单层钢筋混凝土进行铺底, 深入原井筒墙内 500 mm, 钢筋采用 20 mm 热轧带肋钢筋, 横筋和纵筋间距均为 300 mm, 混凝土铺底厚度为 300 mm, 强度为C25。2
9、.1.2 新主斜井掘进及支护新主斜井采用爆破配合人工风镐进行挖、掘、装, 全断面一次掘进的施工方法, 爆破采用短掘短支的方式进行, 掘够一架棚距架设一架棚子, 每 7.2 m 为一浇筑段, 掘够一浇筑段进行一次钢筋混凝土浇筑;爆破采用多打眼、少装药、分次爆破, 炮眼深度为 1.5 m。一次支护采用矿用 U29 型钢加工的钢支架及钢筋网片, 网片 4.0 mm 钢筋焊接而成, 网孔规格为:100mm100 mm, 网片规格为:长宽=2 m1 m、木背板背牢作为一次支护, 支架间距开口处三架为 400mm, 其余为 800 mm。U29 型钢棚支护见图 2。图 2 U29 型钢棚支护图 下载原图二
10、次支护采用现浇钢筋混凝土支护:混凝土厚度为 450 mm, 混凝土强度 C25;钢筋:箍筋均采用 20mm, 间排距为 300 mm, 横筋采用 20 mm, 间排距为 300 mm;铺底厚 500 mm, 钢筋布置与墙拱相同, 基础深 500 mm、宽 450 mm。U29 型混凝土支护见图 3。图 3 U29 型混凝土支护图 下载原图2.2 副斜井交叉处施工技术明槽段开挖施工采用一次挖掘, 对边坡进行喷浆护理, 然后自下而上分段浇筑, 浇筑完毕后, 新掘副斜井顶板距原副斜井底板 1.7 m, 为保证安全施工, 新副斜井掘进时采用打超前钢管, 缩小掘进步距, 并采用 16 槽钢制作的 U 型
11、钢棚支护, 并浇筑混凝土。新掘副斜井宽度为 5.58 m, 掘进墙高为 2.3 m, 拱高为 2.9 m, 掘进断面 26.54 m。完成永久支护井巷净高为 1.8 m, 拱高为 2.25 m, 净断面为 16.05 m。为有效减少和控制掘进对岩体应力破坏, 防止顶帮受压垮落。在原副斜井底板与现副斜井顶板岩石中, 在其拱顶轮廓线外 0.4 m 位置, 采用 50 mm 的钻头钻孔一圈, 深度为 3 m, 间距为 0.4 m, 在其孔内埋设 2钢管加强支护, 防止顶部岩石垮落。超前钢管支护见图 4。图 4 超前钢管支护图 下载原图巷道采用光面爆破向前掘进, 根据围岩硬度周边眼距定为 300 mm
12、。多钻眼、轻装药、放小炮, 循环进尺控制在 0.8 m 以内, 并及时支护, 如遇顶板破碎先进行混凝土初喷。爆破后采用 U 型钢棚先进行支护, 加强支护的 U 型钢棚为 16 槽钢加工制作, 架间距 0.8 m, 短掘完成后及时敷设网片架设 U 型钢棚, 作业前必须进行敲帮问顶, 支架间隔的帮顶部嵌入直径 6.5 mm 钢筋网背实, 每架支架卡紧钢筋网片的搭接茬位置, 两网片搭接茬连接用铁丝隔孔扎接牢固, 支护的 U 型钢支架帮顶要打牢背实, 网片与帮顶岩体接触严密。混凝土支护见图 5。图 5 混凝土支护图 下载原图永久支护为双层钢筋砼砌碹, 混凝土浇筑厚度为 400 mm, 双层钢筋的间距为
13、300 mm, 钢筋保护层厚度 50 mm, 铺底厚度为 500 mm。3 结语新旧井筒交叉处掘进及支护技术方案符合现场地质条件, 井筒施工完成 30 d 后, 井筒交接处顶板最大下沉量为 3 mm, 两帮最大移量为 5 mm, 均达到设计要求, 有效保证了矿井的安全, 同时该施工技术为同类斜井井筒的施工提供了完整的宝贵经验。参考文献1袁和生.煤矿巷道锚杆支护技术J.北京:煤炭工业出版社, 1997. 2康红普, 王金华, 林健.煤矿巷道支护技术的研究与应用J.煤炭学报, 2010, 35 (11) :1809-1814. 3施德军, 肖青林.巷道交叉点的施工及支护J.煤炭技术, 2008, 27 (2) :115-116.
