反向交岔點(diǎn)施工新方法

陳永銀

(潞安新疆煤化工(集團(tuán))有限公司，新疆哈密839003)

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反向交岔點(diǎn)施工新方法

陳永銀

(潞安新疆煤化工(集團(tuán))有限公司，新疆哈密839003)

［摘要］針對(duì)傳統(tǒng)反向交岔點(diǎn)的施工需要二次成巷、不經(jīng)濟(jì)、安全不可靠的現(xiàn)狀，提出了一種新型反向施工交岔點(diǎn)的方法:即先施工副巷，后施工主巷，提前設(shè)計(jì)出施工方法，并給出每循環(huán)斷面設(shè)計(jì)和支護(hù)參數(shù)。通過(guò)砂墩子礦典型反向交岔點(diǎn)的施工對(duì)此方法進(jìn)行了細(xì)致的解析。實(shí)踐證明此法節(jié)省了材料，共節(jié)約錨桿110余套，錨索近30套和大量截齒;節(jié)省了一半的成巷時(shí)間，同時(shí)可保證原有巷道有一半頂板直接成巷，不需挑掉原支護(hù)，實(shí)現(xiàn)交岔點(diǎn)安全快速形成。

［關(guān)鍵詞］反向交岔點(diǎn);施工新方法;循環(huán)設(shè)計(jì);安全快速

［引用格式］陳永銀.反向交岔點(diǎn)施工新方法［J］.煤礦開(kāi)采，2015，20 (2) : 60－62.

Simultaneous Drifting Design and Construction Method of Reverse Intersection

交岔點(diǎn)是煤礦井下受力狀態(tài)較為復(fù)雜、施工工序和工藝不同于普通井巷工程的一種工程形態(tài)。有學(xué)者將交岔點(diǎn)分為柱墻式和穿尖式2種，車(chē)場(chǎng)、大巷及甩車(chē)場(chǎng)等基本為柱墻式，橫川、開(kāi)切眼、穿巷等地段為穿尖式［1］。

國(guó)內(nèi)外的研究部分集中在施工工藝和技術(shù)上，如反向臺(tái)階法施工等［2－4］。部分將研究重點(diǎn)放在交岔點(diǎn)的變形機(jī)制和維護(hù)方式上［5－7］。條件較簡(jiǎn)單、斷面相對(duì)較小的采用工鋼棚支護(hù)、錨噴支護(hù)并錨索補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)即可，對(duì)于埋深較大、圍巖軟弱等條件分別采取了錨網(wǎng)噴+錨索+底角錨桿+中間巖柱雙控錨索的耦合支護(hù)技術(shù)、淺孔與深孔超前預(yù)注漿進(jìn)行加固并進(jìn)一步安裝頂板三維錨索和幫部預(yù)應(yīng)力桁架補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)等支護(hù)措施，均取得了不錯(cuò)的效果。

井下交岔點(diǎn)施工方法有2種，一種是正向施工方法，一種是反向施工方法。正向施工方法是由主巷道開(kāi)始(即直線巷道)直接施工交岔點(diǎn)，按照設(shè)計(jì)直接掘進(jìn)。可一次成巷。反向施工方法是:由原巷道(即轉(zhuǎn)彎巷道)反向向主巷方向施工，施工到主巷直線位置停下，再回頭刷大施工交岔點(diǎn)，是二次成巷。

通常反向施工交岔點(diǎn)都是按照設(shè)計(jì)交岔點(diǎn)的方位、坡度及原小斷面先施工到位停止后，再反向施工刷大交岔點(diǎn)，全部刷大，這樣拱頂部分的錨桿就要被全部開(kāi)掉，重新補(bǔ)打新的錨桿，既浪費(fèi)了材料，又給施工帶來(lái)了不便，如截割頂部錨桿時(shí)，易損壞截齒，并且也不安全，因?yàn)楹竺娴闹飨餂](méi)有形成系統(tǒng)，沒(méi)有退路，加之前面全部開(kāi)掉，如遇到漏頂，人員沒(méi)有退路，安全上不可靠。

1　反向交岔點(diǎn)施工新方法

經(jīng)過(guò)多次摸索探究出一種反向施工交岔點(diǎn)施工方法，做到一次成巷，安全可靠。要點(diǎn)為:先施工副巷(即轉(zhuǎn)彎巷道施工結(jié)束后，施工正向設(shè)計(jì)交岔點(diǎn)設(shè)計(jì)的開(kāi)幫刷大部分)，后施工主巷，按照提前設(shè)計(jì)好的施工方法施工，達(dá)到巷道一次成巷(部分)，返回刷大時(shí)能夠安全可靠。根據(jù)交岔點(diǎn)正向施工的設(shè)計(jì)，重新設(shè)計(jì)出反向施工交岔點(diǎn)的平面圖，再根據(jù)平面圖設(shè)計(jì)出施工每排的斷面圖?，F(xiàn)以潞新砂墩子礦交岔點(diǎn)為例進(jìn)行反向交岔點(diǎn)設(shè)計(jì)及施工介紹。

設(shè)計(jì)反向施工大、小拱圖的方法是，根據(jù)大拱的墻高變化和巷寬的變化(墻高的變化是根據(jù)反向施工最后一排的最大墻高與交岔點(diǎn)處最大斷面的最小墻高之差除以反向施工交岔點(diǎn)的長(zhǎng)度，得出每米直墻高的差值，再根據(jù)每循環(huán)的進(jìn)尺米數(shù)，求出每循環(huán)大拱的直墻高。大拱的拱寬是根據(jù)設(shè)計(jì)平面圖變化的巷寬而定，先畫(huà)出每一架大拱的輪廓線，將小拱(小拱的巷寬是固定不變的)的左側(cè)直墻與大拱的左側(cè)直墻對(duì)齊。再將小拱圖形整體向上平移使拱頂與大拱拱頂重合，將小拱的兩直墻輪廓線延伸到大拱底部(即底板)，就得出了小拱的墻高。這樣就完成了反向交岔點(diǎn)各大、小拱斷面施工圖，如圖1、圖2所示。

施工時(shí)按照設(shè)計(jì)的中腰線坡度，給出中線與腰線，中線的方位角是正向刷大時(shí)的刷大反方位角，腰線的坡度是交岔點(diǎn)設(shè)計(jì)的底板坡度。施工時(shí)按照腰線和每排大、小拱的墻高找出大小拱的圓心，直接畫(huà)出大小拱的輪廓。截割時(shí)直接按照輪廓截割，大小拱就自然形成，左半部大拱可直接上永久支護(hù)如錨桿、錨索等，右半部小拱打錨桿即可，待返回刷大后再打錨索等永久支護(hù)。

圖1　砂墩子礦典型交岔點(diǎn)正向施工斷面

圖2　砂墩子礦典型交岔點(diǎn)反向刷大施工斷面

如圖3、圖4所示:掘出巷道后，拱頂?shù)囊话?左半部)可以直接打上固定的錨桿、錨索。這樣既可保證造型美觀又能在成型的一半拱頂上(左半弧)，打上永久支護(hù)。施工至前方停止位置時(shí)，再回頭根據(jù)(圖1)正向施工刷大的斷面圖進(jìn)行回頭刷大交岔點(diǎn)，因?yàn)橛辛嗽瓉?lái)的巷道一半的永久支護(hù)，給返回刷大施工帶來(lái)安全保障。

圖3　第2排反向施工錨桿錨索支護(hù)布置

反向施工交岔點(diǎn)時(shí):前兩個(gè)循環(huán)達(dá)不到一次成巷，因?yàn)榫蜻M(jìn)機(jī)的截割臂不能上揚(yáng)90°，不能直接施工出交岔點(diǎn)的最大高度，所以前兩個(gè)循環(huán)按照45°的傾角向上挑頂，根據(jù)大拱的設(shè)計(jì)高度和小拱高度的差值，兩個(gè)循環(huán)即可達(dá)到大拱的高度。

圖4　第18排正向施工錨桿錨索支護(hù)布置

由第0排向第1排施工時(shí)，要沿著45°的傾角向上挑高，挑高的高度為排距的尺寸。而且要向右加寬，加寬的尺寸為達(dá)到大于第1排大拱寬度一半的尺寸為準(zhǔn)，為第1排向第2排施工時(shí)找大拱圓心打好基礎(chǔ)。第1排向第2排施工時(shí)，直接挑到設(shè)計(jì)大拱的高度，寬度縮回至原小拱斷面的寬度。第2排向第3排施工時(shí)，根據(jù)設(shè)計(jì)好的大拱斷面開(kāi)始降落，小拱的高度隨大拱降落。以后以此類(lèi)推，直至交岔點(diǎn)結(jié)束。

2　反向交岔點(diǎn)施工要點(diǎn)及評(píng)價(jià)

這種施工方法要求中腰線很?chē)?yán)格，必須由測(cè)量部門(mén)配合接點(diǎn)，給出中腰線。需要強(qiáng)調(diào)的是，設(shè)計(jì)斷面腰線一定要與底板平行，腰線到底板的坡度是固定不變的。無(wú)論是施工副巷，還是返回刷大施工主巷，腰線都是與底板平行的。這樣才能準(zhǔn)確地確定出大、小拱基線的高度，才能準(zhǔn)確找到大、小拱的圓心，從而準(zhǔn)確地畫(huà)出大、小拱的輪廓線。

設(shè)計(jì)交岔點(diǎn)時(shí)(為節(jié)省不必要的開(kāi)挖量，交岔點(diǎn)牛鼻子處的墻高為最小，通常比開(kāi)幫點(diǎn)處的墻高低500mm)，大拱的墻高從交岔點(diǎn)牛鼻子開(kāi)始到與主巷斷面交接處的墻高在不斷地升高，拱高是不斷下降的，所以施工時(shí)每循環(huán)都要重新畫(huà)輪廓線，如圖2所示，在施工中要嚴(yán)格按中腰線確定畫(huà)輪廓的圓心，確保按照輪廓線截割，才能達(dá)到施工與設(shè)計(jì)相符。

返回刷大時(shí)，按照主巷的方位角，再根據(jù)正向刷大的巷寬、找到每一排的圓心畫(huà)出刷大輪廓。圓心的找法:根據(jù)給定的刷大中線、腰線找出圓心，由于圓心在空中沒(méi)有依靠，要有兩人拉好線，另有一人用錨桿等剛體固定住尺的圓心，另一人用尺按照該排的半徑畫(huà)拱的輪廓。每排都要畫(huà)出截割輪廓線，直至刷大至牛鼻子結(jié)束。

此設(shè)計(jì)及施工方法與通常的施工方法相比有以下優(yōu)點(diǎn):

(1)一次成巷安全可靠此方法是回頭正向刷大時(shí)，在有一部分永久支護(hù)的情況下刷擴(kuò)，不用將拱頂部分全部開(kāi)掉，只刷大剩余部分，施工時(shí)安全可靠。

(2)節(jié)省材料對(duì)比通常的先小斷面施工，以巷寬5.4m計(jì)算，拱頂部分需打設(shè)錨桿11根，間距0.8m;截割時(shí)可保留一半的拱頂支護(hù)錨桿，每排可節(jié)省支護(hù)錨桿5.5根。1個(gè)交岔點(diǎn)按照20排計(jì)算，可節(jié)省110根支護(hù)錨桿;對(duì)比通常的小斷面施工，原小斷面布置錨索，全斷面8.48÷1.6 = 5.3根/排，1個(gè)交岔點(diǎn)按照10排錨索計(jì)算，可節(jié)省支護(hù)錨索5.3÷2×10= 26.5根;還可節(jié)省返回刷大截割錨桿、截割錨索滾筒截齒的損耗。

(3)節(jié)省時(shí)間返回正向刷大時(shí)只需開(kāi)掉原小拱頂?shù)挠野氩浚挥脤⒐绊敳糠秩块_(kāi)掉，節(jié)省了刷大的時(shí)間，節(jié)省了重新補(bǔ)打錨桿、錨索的時(shí)間;返回刷大時(shí)，原左半部的小拱，不用再初噴，節(jié)省了初噴的時(shí)間。為提高進(jìn)尺速度奠定了基礎(chǔ)。

3　主要結(jié)論

(1)根據(jù)砂墩子礦的現(xiàn)場(chǎng)條件，提出一種新型反向交岔點(diǎn)施工方法，即先施工副巷，后施工主巷，提前設(shè)計(jì)出施工方法，做到一次成巷。

(2)以某典型大斷面交岔點(diǎn)為例，詳細(xì)介紹了每循環(huán)設(shè)計(jì)、施工及相應(yīng)的錨桿、錨索支護(hù)參數(shù)。

(3)反向施工應(yīng)特別注意腰線的給出標(biāo)準(zhǔn)。與傳統(tǒng)方法相比，新方法具有安全可靠、節(jié)省材料、節(jié)約時(shí)間等優(yōu)點(diǎn)。

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［責(zé)任編輯:林健］

［作者簡(jiǎn)介］陳永銀(1983－)，男，河南信陽(yáng)人，工程師，現(xiàn)任潞安新疆公司建設(shè)發(fā)展處副處長(zhǎng)，主要從事煤礦生產(chǎn)技術(shù)管理工作。

［DOI］10.13532/j.cnki.cn11－3677/td.2015.02.017

［收稿日期］2014－08－06

［中圖分類(lèi)號(hào)］TD264

［文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼］B

［文章編號(hào)］1006-6225 (2015) 02-0060-03