跨大断面主运大巷无腿立交施工技术在大柳塔矿的应用研究

2013年8月与建材装饰跨大断面主运大巷无腿立交施工技术在大柳塔矿的应用研究吴洪伟（神东天隆集团有限责任公司煤炭分公司内蒙古伊金霍洛旗017209）摘要：针对原来跨大巷立交施工方法存在工程量大、耗费时间长、安全隐患多等缺点，通过对大巷两侧煤柱桥腿进行加固，以煤柱为桥腿，实现了无腿立交，不仅减少了大柳塔矿的工程量，缩短了施工工期，而且还有效的避免了原施工方法中存在的许多安全隐患（爆破、跨胶带机作业等），提高了大柳塔矿施工中的安全系数，确保了工作人员的人身安全，大大降低了人员伤亡率。关键词：跨大断面；无腿立交；施工技术；大柳塔矿；运用中图分类号：TD353.6文献标识码：B文章编号：1673-0038（2013）22-0054-02在煤矿的设计和生产过程中，为了能够在提高煤矿中通风系统的可靠性和安全性的同时，还能够确保辅助运输的通行高度，巷道之间的空间交叉是不可避免的现象，因此在煤矿的生产过程中较为普遍。如大柳塔煤矿52煤在煤矿开采的过程中是使用条带式开采方式，各综采工作面是沿大巷条带式进行布置的，然后再根据生产系统的需要，对各综采面运输顺槽与主、辅运大巷使用立交的形式进行布置，有效的避免了辅运系统与顺槽主运系统之间的相互交叉影响，同时也降低了通风系统的漏风率，提高了通风系统的有效利用率。引言大柳塔煤矿52煤三盘区域的煤层厚度为4.55耀7.57m，整个煤三盘区域商务煤层厚度平均为6.77m，而此处的直接顶以粉砂岩为主，为郁类坚硬顶板；直接底板以粉砂岩、泥岩为主，属郁~吁类底板。三盘区域在大采高综采工作面的布置中，将工作面布置为7m，将主运大巷宽度布置为6m，巷高为3.4m，这时的巷道具有断面大，立交施工难度高等特点。而传统立交也就是有腿立交在这种类型的巷道施工中使用的话，会拖延工程的施工工期，且工程量也变得很大，安全性不高等。1传统立交的施工方法工作面运输顺槽与辅运大巷之间的距离在70m左右时，就要开始起坡工序的施工，让正坡以6毅的角度与煤层上部连接在一起，直接跨过辅运大巷与主运大巷，与回风大巷贯通。运输顺槽底板、辅运大巷以及主运大巷顶板之间会有煤体的存在，煤体厚度为0.5~1m，该部分煤体无法完整保留，详情如图1所示。为了确保运输顺槽底板与辅运大巷、主运大巷交叉处结构的稳定性以及安全生产所需要的强度，通常情况下，都是将上下两巷中间的煤体全部开挖掉，然后再对辅运（主运）大巷在相应的位置处，把两帮进行扩帮处理，辅运（主运）大巷扩帮后，还要在扩帮的位置处进行混凝土墙腿的施工，等到混凝土墙腿彻底凝固后，才可以在墙腿的上面进行混凝土桥面的架设施工，该桥面就是所谓的运输顺槽的底板，在整个运输顺槽中起支撑作用，混凝土桥面的施工过程中，需要注意的是混凝土桥面需要以25b矿用工字钢作为骨架。传统立交的施工方法在对下部巷道立交处进行施工时，巷道两帮会使用支护强度较高的混凝土墙腿作为支护，以增加混凝土墙腿的承载能力，此时的立交具有承载能力强，稳定性好，使用寿命长等优点。但是传统立交的施工方法也存在着很多的缺点，例如：立交点施工工程量过大，需要对下部巷道两帮开挖、砌混凝土墙，而改造长度也需要达到10m，还需要对局部进行施工，例如：胶带机、供排水管路、电缆施工保护棚（墙）；施工的时间过长，特别是在对主运大巷桥腿进行施工时，受主运胶带机及两帮管线影响，只能在系统检修时进行桥腿的施工，这样就会将桥腿的施工工期延长，砌混凝土墙施工工期长，由于混凝土墙在浇筑完成后，墙体还需要一定的时间来完成凝固，这也会严重影响立交段的正常施工进度；安全性能差，因为在传统立交的施工方式中，存在着高危险性的施工工序，例如放炮，这就在无形之中增加了传统立交施工方式的危险系数。在对主运大巷施工时，由于作业空间非常有限，且工程施工的难度较大，需要投入的人力、物力都会较多，需要消耗的材料也就随之增多了，有腿立交的施工图如图2所示。为了改变目前传统立交施工存在着的缺陷和问题，也为了能图1立交巷道示意图图2有腿立交施工图施工技术·54·2013年8月与建材装饰够在保证巷道立交强度、质量的前提条件下，提高煤矿生产的安全性和生产效率，对现有的有腿立交施工方法进行改进，以完善施工技术，提出了新的施工方案。2新立交（无腿立交）施工方法针对传统立交的施工方式中存在的缺点和问题进行了分析，然后又结合了大巷两帮煤壁的完整性和对强度的需求，对传统立交的施工方式进行了改进。当对立交下部的两帮煤壁进行加固处理后，两帮煤壁所具备的强度就能够满足顺槽机头段设备安装、运行的需要。具体方案如下：无腿立交的施工过程中，不需要对立交下部的巷道两帮进行扩帮、砌墙等施工工序，只需要对下部巷道立交所在的范围内的煤帮进行锚喷处理，也就是说无腿立交是以大巷两侧煤柱为桥腿，进行巷道立交的施工建设的。无腿立交的施工过程中，需要将大巷两侧的煤柱宽度设置为2.0m，加固参数如下：准18mm伊2100mm锚杆+H钢带+喷混凝土，锚杆之间的排距为0.8m伊0.8m，喷混凝土厚度50mm，混凝土标号C20，无腿立交的施工图如图3所示。无腿立交在施工后，需要对两帮移近量进行观测，在观测的过程中，使用“十字”布点的方法。在喷混凝土前就预先打入木桩，并在桩头安设好测钉，以作为作业测量的基点，并将测点布置在腰线上。通过连续观测的处理，需要将巷道两帮位置的移近量不能大于12mm，以保证安全生产。3有腿立交和无腿立交两种方案进行比较3.1施工费用情况的分析有腿立交和无腿立交两种方案所花费的费用情况如表1所示。在表1中我们可以看出，有腿立交的施工费用是无腿立交施工费用的3倍，而在表1中，有腿立交的费用计算中，并没有将工期延长，而导致的资金成本投入增加算进去。可见，无腿立交在巷道立交的施工中存在着很大的优势。3.2效果分析有腿立交：施工时需对下部巷道进行扩帮、砌混凝土墙的处理，导致施工难度加大、工序也变得较为复杂、施工工期变长。而在施工的过程中，又容易与下部主运大巷胶带输送机发生冲突，这在一定程度上会影响胶带输送机的正常运转，而在有腿立交的施工过程中，需要一项爆破工序，这也就增加了有腿立交施工的危险性，大大降低了有腿立交施工的安全系数。无腿立交：施工工艺较为简单，所需的工期较短，对下部巷道的胶带输送机的正常运转几乎不会产生什么影响，并且能够满足顺槽机头设备安装、运行的要求。4结论在巷道立交的施工过程中，使用无腿立交的施工方式，大大降低了立交巷道的施工难度，在一定程度上缩短了巷道立交所需的施工工期，降低了材料的消耗，也有小的避免了有腿立交施工方法中的许多危险源的产生（爆破、跨皮带作业等），提高了安全系数。通过现场实践运行，无腿立交方法满足了生产的安全需要，因此该方案具有较大的推广使用价值。参考文献[1]赵元，刘树学，李观生，等.厚煤层内立交巷道交叉点施工技术改进[J].煤，2002（6）：47~48.[2]郑光周，袁启新.小岩柱下巷道立交施工应用实例[J].煤矿现代化，2007（3）：9~11.[3]高礼奎，王争鸣.采区立交巷道交岔处的结构处理[J].煤矿开采，2003（1）：9~11.[4]赖小彬，徐小敏，张伯虎，卢萍.某矿山巷道交岔口的三维有限元模拟分析[J].地下空间与工程学报，2007（04）.[5]姜胜军，张永卫.大采深集中压力煤柱下运输巷交岔点锚网索喷支护[J].华北科技学院学报，2003（03）.收稿日期：2013-7-5作者简介：吴洪伟（1976-），女，内蒙古赤峰市敖汉旗人，毕业于内蒙古科技大学，机电一体化专业，任生产技术处生产技术主管，从事生产技术方面的工作。图3无腿立交施工图材料混凝土（m3，C20）锚杆（套）扩帮（m3）费用（万元）有腿立交76.2252（准16伊1600mm）91.510.1无腿立交5.4316（准18伊2100mm）-3.3表1施工费用比较情况施工技术·55·