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斜井掘进表土段锚注法短管棚进硐支护技术 -全讯官网

发表时间:2020-10-27 22:29

一、项目概述
  糯东煤矿是贵州省“西电东输”工程新建兴义电厂供煤的主要支撑工程。糯东井田位于贵州省普安县南部,行政区划属楼下镇、青山镇及雪浦乡管辖。公路从楼下到兴义市56km,至普安县城77km。矿井总资源量98214万t,设计可采储量17218万t,矿井设计生产能力2.40mt/a,矿井设计生产服务年限为51.2a,其中礦井第一水平服务年限为21.7a。矿井采用平硐-斜井综合开拓方式,初期布置五条井筒,分别为主平硐、副平硐、进风斜井和一、二号回风斜井,三条斜井的设计断面为21.3m2,设计坡度分别为-23°、-20°、-20°。副平硐、进风斜井主要进风,主平硐辅助进风,一、二号回风斜井回风。
  二号回风斜井井口设计底板标高1480m,井筒净高4.5m,净宽5.0m,开口段设计抗渗等级为s8的c30钢筋混凝土永久支护,d=400mm,井筒坡度-20°,井口坐标:x=2813108.00,y=35487185.00,z= 1480.00,α=284°00′00″。
  二、施工方案
  目前,我国煤矿斜井通过较薄表土层一般采用大揭盖、疏干、板桩等方法,遇到中厚和厚表土层时,这些方法就难以通过,斜井表土施工方法,应根据表土性质、地下水情况、井筒倾角和断面大小等因素选择,冻结法、帷幕法等在技术上是可行的,但工艺复杂,需要大型设备,工期长,成本高。二号回风斜井开口段主要为第四纪坡积、洪积或滑坡体,土体胶结度差、松散,透水性强,极易引起滑动、塌方、流动位移,危险性大,地质条件极为复杂,成为制约井筒安全、快速掘进的主要因素;因云贵地区雨量充沛,致使硐内顶、帮淋水大,在施工过程中极易出现片帮、漏顶,为此,我们结合现场的实际情况,进行了广泛的调研和论证,对几个施工方案进行比较后,确定了采用注浆法短管棚作为超前支护,网喷格栅拱架作为初期支护,钢筋混凝土作为永久支护的方式。
  每个循环开挖前,将长度3~5m,靠前端1m钻有注浆孔的短管棚(ф38×3mm无缝钢管),从格栅钢拱架中间打入,短管棚从起拱线下500mm起沿线外钻设,环向间距200mm,环向外插角3°~5°,单次超前支护长度3~5m,超前支护搭接长度不小于1.5m,外露长度不超过200mm,采用单液水泥浆或加入早强减水剂注浆作为超前支护,开挖后,及时挂网架立锚固格栅拱架并喷浆(厚240mm)作为初期支护,然后采用钢筋混凝土作永久支护。
  说明:图中尺寸单位除钢材直径为mm外,其余均以cm计,标准为准。
  每次开挖长度不得大于1000mm,开挖后立即挂网架立上部钢筋格栅拱架进行喷砼支护,格栅拱架间距600mm(可根据现场实际适当加密和放宽);然后开挖两侧导坑(每循环开挖长度不得大于1000mm)及部分中槽,挂网架立下部钢筋格栅拱架并进行喷砼支护,最后开挖中槽,并对底板采用m5浆砌石(根据底板土层密实度确定厚度)进行处理,喷浆(c20标号)累计厚度240mm。开挖时如遇风化基岩无法进行挖掘时,可采用弱爆破的方式进行开挖,整个区段必须遵循“短进尺,早支护,强支护”的原则;每开挖及线外支护长度3.6~4.8m,即进行一个循环的永久钢筋砼支护;排矸采用4m3翻斗矿车, 40kw临时绞车提升至地面,人工翻矸碾压平场。格栅拱架制作及安装见附图。
  三、施工工序
  超前短管棚支护 →上部导坑开挖 →上部挂网拱架及喷砼支护→下部两侧导坑及部分中槽开挖→下部挂网拱架及喷砼支护→中槽开挖及底板处理→ 永久钢筋砼施工
  四、施工工艺及方法
  1、超前短管棚施工。 超前短管棚采用φ38×3mm无缝钢管,为方便注浆,短管棚靠前端1m必须钻注浆筛孔,孔距200mm,钻孔直径5-8mm,管头焊成圆锥型或作成斜面,以便于入孔;短管棚从起拱线下500mm开始布设在巷道拱部, 环向间距为200mm, 外插角3°~5°,施工径向误差不大于100mm,单循环长度为3~5m,超前搭接长度不小于1.5m,尾端外露长度不大于200mm;钻孔前,精确标定孔的平面位置、倾角、外插角,并对每个孔进行编号,钻孔外插角的确定应视钻孔深度及钻杆强度而定,控制在2°~5°范围内,严格控制钻孔平面位置,短管棚不得侵入巷道开挖线内,相邻的钢管不得相撞和立交,经常测量孔的斜度,发现误差超限及时纠正;采用木跳板及钢管脚手架搭设钻孔平台,平台应一次性搭好,可供2~3台以上风钻或电钻钻孔, 根据土层情况,采用煤电钻成孔,为了便于安装导管,钻头直径采用φ42~φ45mm,钻孔施工完毕后,采用煤电钻或风钻将短管棚送入已施工好的钻孔内;每钻好一孔,经检验合格后及时下管,短管棚尾部必须搭接到格栅拱架背上,采用单液水泥浆或加入早强减水剂,水灰比0.6,用p042.5普通硅酸盐水泥,在有淋水时,采用水泥、水玻璃双液注浆。
  2、挖掘。采用小型挖掘机分上下导坑开挖,上导坑超前5~8m,开挖时如遇风化基岩人工或挖掘机无法进行挖掘,可采用弱爆破的方式进行开挖,整个区段必须遵循“短进尺,早支护,强支护”的原则。首先上部导坑进行开挖,每次开挖长度不得大于1000mm,开挖后即挂网架立上部钢筋格栅拱架进行喷砼支护,两侧(侧壁导坑)导坑开挖时,每循环开挖长度不得大于1000mm,开挖后即挂网架立下部钢筋格栅拱架并进行喷砼支护,中槽开挖后即对底板进行外理,开挖前应备好水泵及铺设好排水管道,如遇有水时,应增设临时积水坑,加强井下排水工作。
  3、线外钢筋格栅拱架架设。拱架必须严格按中腰线进行架设,必须符合巷道几何尺寸要求,拱架必须落于实底之上,垂直于巷道底板,不得前倾后仰、左右迈步,连接钢筋必须与拱架焊接牢固,松散基底必须进行加固处理,架立时拱架应尽量靠近岩帮,上下部间采用m16螺栓连接,连接应严密可靠,架立时应按要求打好拱部定位导管及锁脚导管。拱架架设各参数详见附图。
  4、喷浆、永久钢筋混凝土支护。线外格栅拱架架设完毕后,进行c20混凝土喷浆支护,一次喷射厚度40~60mm,累计厚度240mm;然后按设计浇筑厚度为400mm的钢筋混凝土。

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