宋發(fā)銀 SONG Fa-yin

（神華寧夏煤業(yè)集團公司雙馬煤礦，吳忠 751100）

（Shuangma Coal Mine，Shenhua Ningxia Coal Industry Group，Wuzhong 751100，China）

0 引言

雙馬煤礦位于靈武市馬家灘鎮(zhèn)境內(nèi)，是馬家灘礦區(qū)4對礦井中最大的一對，2009年10月份開工建設(shè)，井筒為斜井布置方式，施工過程中穿表土層及第四系巖層，容易出現(xiàn)垮塌、冒頂?shù)痊F(xiàn)象，井筒施工進度緩慢，安全風(fēng)險大，為確保礦井正常建設(shè)，經(jīng)專業(yè)技術(shù)人員多方研究探討，提出了井筒過弱膠結(jié)含水粉砂層的快速施工方法，提高井筒施工的安全性，縮短了施工工期。

1 工程概況

雙馬煤礦采用斜井開拓，共布置3條井筒，即主斜井、緩坡副斜井、回風(fēng)斜井。工程地質(zhì)及水文地質(zhì)：表土層較厚，第四系（Q）全區(qū)分布，其巖性以黃褐色風(fēng)積砂、粉土、粉砂、粉質(zhì)粘土為主，可塑、飽和、粘手，第四系厚度0～45m，一般20m左右。第三系（N）：巖性以紫紅色粘土、粉土為主，地層厚度一般20m左右?；鶐r段以粉砂巖、泥巖、細砂巖、粗砂巖為主。主、副井于2010年10月20日進入暗槽表土段（第四系）施工，在垂深15m～26m和43m～48m之間分別存在一層弱膠結(jié)含水粉砂層（流沙），該層膠結(jié)松散，承載性和穩(wěn)定性極差，井筒施工至此位置時井筒兩幫側(cè)壁及端頭滲水夾裹泥砂流出，土層隨即出現(xiàn)垮塌，易造成漏冒頂現(xiàn)象。

2 井筒施工方法

由于井筒穿越弱膠結(jié)含水粉砂層施工采用常規(guī)開挖方式容易出現(xiàn)流砂而導(dǎo)致漏冒頂事故，經(jīng)過礦工程技術(shù)人員仔細探討、論證、比較，采用了地面輔助降水，掘進迎頭管棚超前支護，臺階法施工，底反拱施工緊跟迎頭的施工方法，并在出現(xiàn)小范圍流沙造成的漏頂時提前采取注瑞米加固、充填材料，對頂板進行加固，之后采取上述方法施工通過流砂層區(qū)。

2.1 降水井布置 在井筒掘進前方兩側(cè)按三花型布置降水井，間、排距5m，降水井深30m～45m，降水井濾水管采用內(nèi)徑Ф350mm，外徑Ф420mm的無砂水泥濾管，每口降水井內(nèi)安裝一臺0.75～1.5kW水泵進行抽水，當(dāng)水位已達到設(shè)計降水深度，并趨于穩(wěn)定后安排進行井筒施工。

2.2 管棚（管樁）施工 在井筒兩側(cè)沿井筒邊（管樁中心距井筒邊200mm）從地面各布置一排鋼管樁（在地面用鉆機打一深孔，將φ108mm×11m鋼管下到下面，形成一鋼管樁），管樁間距600mm，深入設(shè)計井筒底板以下2m，形成鋼管樁帷幕，起到對井筒進行維護作用。

井下施工過程中先將2.5寸×2.5m的圓鋼管沿巷道外沿輪敦線直接打入迎頭粉砂層中，打設(shè)范圍拱部，間距300mm，流砂層處可加密，作為超前臨時支護，然后采用人工配合風(fēng)鎬進行開挖，開挖過程中對兩幫有可能垮塌的幫進行背板背幫。

圖1 管棚支護示意圖

2.3 開挖方式 采用人工配合風(fēng)鎬進行開挖，臺階法施工。短掘短支作業(yè)，巷道每循環(huán)進度必須控制在600mm。掘夠2個循環(huán)1.2m后，再進行下一次管棚支護。

2.4 巷道支護 迎頭挖夠一個循環(huán)后，迅速掛網(wǎng)（網(wǎng)寬600mm），噴射50mm厚砼，作為臨時支護。然后進行巷道底板處理，采用灰拌料、片石進行底板鋪墊，形成穩(wěn)定底板，底板處理速度要快。架設(shè)29#“U”型鋼拱架，間距600mm；必要時對鋼拱架柱腿穿鞋，增加其穩(wěn)定性。進行第二次射砼支護150mm厚，再掛一次網(wǎng)，再噴砼100mm厚，最后形成巷道永久支護300mm厚。

2.5 底板處理方法 為保證底板穩(wěn)定，在井筒開挖形成臨時支護后及時對底板進行處理，先是用片石和灰拌料鋪墊，待U型鋼支架架設(shè)好后安設(shè)U型鋼支架反底拱，并在底板鋪設(shè)鋼筋，澆筑砼，形成300mm厚鋼筋砼反拱。

3 工程施工管理

井筒施工采用“三八制”勞動組織，施工期間為減小巷道頂幫空頂空幫時間，要求各工序環(huán)節(jié)必須緊湊，工序操作必須嚴格按要求執(zhí)行。

3.1 縮小循環(huán)作業(yè)進度為0.6m 嚴格控制循環(huán)進度，不得超循環(huán)進度作業(yè)，現(xiàn)場要求開挖達到0.6m后及時安排進行臨時支護。

3.2 超前打設(shè)密集管棚（0.6m）進行控頂控幫 每班在開挖前必須超前沿巷道輪廓線打設(shè)管棚進行控頂控幫，管棚間距0.3m，超前距離不小于0.6m。必要時沿巷道底板方向打設(shè)超前管樁。

3.3 開挖0.6m后立即架設(shè)29#“U”型鋼支架 現(xiàn)場開挖后先掛網(wǎng)，噴射50m砂漿進行護頂護幫，并對底板進行處理。之后架設(shè)29#“U”型鋼支架，掛外層鋼筋網(wǎng)并噴漿，形成永久支護。

3.4 及時對底板進行處理，對軟底進行清理，換填砂漿片石，之后安設(shè)反拱，底反拱到迎頭不超過兩架。

3.5 根據(jù)巷道施工進度及時安排砼地坪施工 井筒向前施工一般20m～30m即安排地坪施工，以保證巷道支護形成一個整體，提高支護強度。

4 結(jié)語

通過對井筒過弱膠結(jié)含水層粉砂巖層施工方法及施工管理進行探討，取得了如下經(jīng)驗和體會，為井巷安全施工提供有利的保證。①在井筒對應(yīng)的地表位置布置降水井進行降水，有效地降低了井下涌水對圍巖穩(wěn)定性的破壞。②超前打設(shè)全斷面管棚，對頂幫做到有效控制，減小漏冒頂現(xiàn)象的發(fā)生。③改變作業(yè)形式，采用短掘短支，減小了因空頂距離大而出現(xiàn)的漏冒頂事故。④采用了先進的支護加固方式，對出現(xiàn)漏冒頂?shù)牡胤竭M行注瑞米加固、充填材料，有效地控制頂板，防止了冒頂范圍的進一步擴大。⑤采用臺階法施工，縮小圍巖松動變形空間，也是減少漏冒頂事故的有效措施。⑥對巷道底板軟巖進行清理，換填砂漿片石，安設(shè)29#“U”型底反拱，對巷道底板進行加固處理后有效地防止了支護整體下沉現(xiàn)象。

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