大断面硐室掘进技术实践

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1、大断面硐室掘进技术实践【摘要】为了有效解决大断面岩巷掘进施工困难、进度缓慢等问题，本文结合鹤煤六矿—600泵房42.89m2大断面岩巷掘进，提出了适用于大断面巷道支护的技术，采用合理的掘进破岩、装运和支护技术，科学管理施工各个工序，使巷道施工技术和组织管理优势都能够良好发挥，保证了巷道施工安全和工程质量。　　【关键词】大断面；巷道支护；掘进技术　　一、工程概况　　鹤壁煤电股份有限公司第六煤矿（以下简称鹤煤六矿）—600排水泵房为矿井三水平主要硐室，服务年限50年，巷道全长44m，泵房埋深760m，位于煤层底板岩石中，距煤层底板20m～30m，巷道揭露岩性为砂岩、砂质泥岩和C3L8石

2、灰岩，巷道南部为6F7断层，断层倾角60°，落差16m，受该断层的影响，砂岩及砂质泥岩局部岩石破碎。巷道设计支护断面为直墙半圆拱形，掘进断面为6200mm×7600mm（宽×高），掘进面积为42.89m2，采用锚X喷+锚索+钢筋混凝土联合支护，锚X喷厚度100mm，混凝土砌碹厚度300mm，巷道净断面为5400×7200mm（宽×高），支护设计断面见图1。　　图1巷道设计支护断面　　二、支护方法　　本巷道先采用锚X喷加锚索联合支护，待掘进完后再进行砌碹。空顶区采用前探梁进行临时支护，工作面放炮后，经过敲帮问顶，设立前探支护，在前探支护下，打锚杆眼，安锚杆，挂X。前探支护为6根2寸管

3、子，间距为1000mm，放炮后及时将2寸管子伸移到迎头，并用木板、X背顶，采用打眼用倒楔式牢钩，一端有锥形Φ16㎜钢筋固定巷顶上，长400mm～500mm，另一端钢筋环。钢筋环内串入2寸钢管。（1）锚X喷支护。采用树脂锚杆，锚杆规格为Φ20mm，L=2000mm，设计锚杆间排距700mm×700mm，掘进期间巷道岩石岩性较差，顶板破碎地段，将锚杆布置方式改变为“五花眼状”布置，锚杆间排距由0.7m×0.7m改变为0.7m×0.35m。为有效控制帮底角，最底部一排锚杆向底部45°方向安设底角锚杆，锚杆距底板不大于200mm。采用Φ6mm金属点焊X，X孔为80mm×80mm，X边预留成

4、90°弯钩，挂X后将弯钩成180°压实，X搭接处每隔160mm，用联X铁丝联一扣。喷射混凝土厚度100mm，强度为C20，水泥为32.5#普通硅酸盐水泥，石粉粒径≤5mm，速凝剂掺量为8%。（2）锚索支护。巷道拱部采用锚索补强，锚索呈“五花眼状”布置，锚索采用Φ18.9mm钢丝绳，长度8m，采用8卷直径18mm、长330mm的树脂锚固剂卷锚固，锚固端长度不小于2000mm，间排距为1000mm×2000mm。每排锚索5根，单根锚索锚固力不得小于150KN，托盘使用16#槽钢，其极限强度不小于350MPa。（3）钢筋混凝土砌碹支护。巷道最外层采用单层钢筋混凝土支护，砌碹混凝土厚度30

5、0mm，主辅钢筋间排距300mm×300mm，主钢筋采用Φ20mm螺纹钢，辅筋为Φ12mm螺纹钢，钢筋采用扎丝搭接绑扎，钢筋敷设位置为混凝土外缘100mm处，混凝土保护层厚度为100mm。采用钢模板稳立碹胎，混凝土强度为C40。　　三、施工方法　　（1）作业方式。因巷道断面过宽、过高，不宜快速掘进，所以采用“三八”制作业方式，两班掘进，一班喷浆，及时封闭岩石，避免风化发生大面积冒顶事故。（2）掘进方式。采用钻爆法掘进，正台阶法施工。上台阶高度一般为2m～5m为宜，这样人工容易操作，不会因过高而搭架，若高度过低又因凿岩设备无法伸展而影响操作及锚杆工程质量，降低效率，因此上台阶选择3.

6、7m，下台阶选择3.9m。上、下台阶相差8m～10m为宜，若过长，影响耙岩机耙岩效率，若过短，则上台阶作为一级平台又有些面积不足，多人作业时可能相互影响，并且对平行作业时带来了不安全隐患。耙岩机采用P90B0.9m3型耙斗装岩机，这样才能保证缩短耙岩时间，耙岩机距迎头距离不得超过30m，最小距离为15m。钻眼施工采用5台YT28气腿式凿岩机打眼，钻头直径42mm，炮眼深度2.3m，采用菱形掏槽，周边眼眼距300mm，每循环进尺1.8m～2m，爆破选用煤矿许用三级乳化炸药、毫秒延期电雷管（延期时间不得超过130ms）。（3）循环方式。—600泵房先掘上台阶，拱部锚X、锚索支护好后，再

7、掘下台阶，补两帮锚杆，喷浆成巷。上台阶施工工艺流程：打下部炮眼→扫眼→装药→放炮→设立前探支护→打顶部锚杆挂X→打上部眼→扒窝头到巷道全高（3.7m高）。下台阶施工工艺流程：打下部炮眼→扫眼→装药→放炮→补两帮锚杆挂X→打上部眼→扒窝头到巷道全高（3.9m高）。