置換法在風(fēng)橋重建中的技術(shù)應(yīng)用

喬 鑫

（潞安環(huán)能股份公司余吾煤業(yè)，山西 長治 046100）

1 概況

余吾煤業(yè)公司主采3#煤層，為單一厚煤層開采。3#煤層賦存于二疊系山西組地層中下部，為陸相湖泊沉積；煤質(zhì)為特低硫、低磷、中灰、熱穩(wěn)定性好、高發(fā)熱量的優(yōu)質(zhì)動力煤。S5202工作面位于南五采區(qū)，北接南五膠帶下山和南五2#回風(fēng)下山,通風(fēng)方式為膠帶順槽和輔助運輸順槽進風(fēng)，回風(fēng)順槽和回風(fēng)輔助巷回風(fēng)，回采期間高抽巷進行負壓抽采。工作面標(biāo)高：+345.7～ +386.1m，煤層平均厚度5.92m，煤層埋藏深度為568.2m～610.8m。S5202工作面由東向西3#煤層整體近似為一單斜構(gòu)造，平均坡度-2°，東高西低。S5202工作面膠帶順槽長1762.8m，回風(fēng)順槽長1727.5m，切眼長252.7m，可采儲量261萬t。見圖1。

由于S5202膠帶順槽安裝膠帶輸送機，南五2#回風(fēng)下山跨越S5202膠帶順槽風(fēng)橋位置（如圖1）巷道高度不夠，為此，設(shè)計三種方案進行對比。

圖1 S5202膠帶順槽風(fēng)橋位置示意圖

方案一：在S5202膠帶順槽進行拉底作業(yè)。這樣會在S5202膠帶順槽風(fēng)橋處巷道出現(xiàn)先下坡、后上坡，巷道坡度增大不利于膠帶輸送機穩(wěn)裝和運行。通過分析，該方案不可行。

方案二：調(diào)整通風(fēng)系統(tǒng)。原有通風(fēng)系統(tǒng)為S5202膠帶順槽為進風(fēng)巷道，S5202回風(fēng)順槽為回風(fēng)巷道。為重建南五2#回風(fēng)下山跨越S5202膠帶順槽風(fēng)橋，在拆除風(fēng)橋前，需將S5202膠帶順槽調(diào)整為回風(fēng)巷道，S5202回風(fēng)順槽調(diào)整為進風(fēng)巷道。按照該方案，需要增加多處通風(fēng)設(shè)施，同時，在施工完成后，還需再次調(diào)整通風(fēng)系統(tǒng)。工程量大，工作難度大，容易造成瓦斯預(yù)警事故，通過分析，該方案不可行。

方案三：采用“置換法”對風(fēng)橋進行重建。新風(fēng)橋建成后，將原風(fēng)橋進行拆除即可。該方案既可以滿足膠帶輸送機正常安裝，穩(wěn)定運行，又可以保證通風(fēng)系統(tǒng)穩(wěn)定，工作難度低。通過分析研究，采取方案三合理可行。

2 重建S5202膠帶順槽風(fēng)橋前期準(zhǔn)備工作

2.1 清除原風(fēng)橋兩側(cè)軌道上方的混凝土層

原風(fēng)橋上方鋪設(shè)的軌道長為10m，下方巷道寬度為5.8m，標(biāo)定風(fēng)橋中心線，確定風(fēng)橋兩端的開挖范圍，在原風(fēng)橋兩側(cè)各清除長度為1m的混凝土層（風(fēng)橋中間區(qū)域的混凝土層不得拆除，防止上下聯(lián)通，引起風(fēng)流短路）。

2.2 在南五2#回風(fēng)下山風(fēng)橋兩側(cè)進行拉底

距原風(fēng)橋道軌兩端100mm處，拉底深度為300mm，拉底長度為3m，拉底后打設(shè)Φ22mm、L2400mm地錨，排間距為800×800mm，風(fēng)橋兩側(cè)分別打設(shè)5排。

2.3 對南五2#回風(fēng)下山風(fēng)橋墻體兩幫開幫、支護

風(fēng)橋兩幫開幫：開幫段長×高×深=13000×1800×500mm，開幫順序自下而上，使用風(fēng)鎬進行開幫施工；對開幫區(qū)域打設(shè)錨桿進行支護，幫部打設(shè)3排Φ22mm、L2400mm錨桿(兩幫中部區(qū)域的6m不打設(shè)錨桿支護)，間距800mm，排距700mm。見圖2。

圖2 風(fēng)橋施工斷面圖（單位：mm）

2.4 原風(fēng)橋兩端澆筑墻體

澆筑前需進行立模作業(yè)：嚴(yán)格按照中線進行立模，模板采用Φ22mm、L2400mm錨桿固定于巷道底板，錨桿間距為1m，模板規(guī)格為3000mm（長）×300mm（寬）×50mm（厚），高300m，隨著澆灌高度的增加，相應(yīng)的增加模板。澆筑時按從里向外的順序進行施工，澆至外口時，立模留孔澆筑，及時使用振動棒振搗實。兩端各澆筑一道墻體（距原風(fēng)橋道軌端頭間距100mm），高1800mm，厚度1500mm，寬度6200mm。風(fēng)橋墻體澆筑采用C20混凝土。每立方其重量（kg）配比為水泥:水:砂:石子=368:195:661:1176；體積比為水泥:水:砂:石子=1:0.53:1.796:3.196。水泥采用425#普通硅酸鹽水泥,水泥的富余系數(shù)為1.08，石子采用20～40mm粒徑石子，含泥量不得超過1%，砂子采用中粒砂，含泥量不得超過3%，水使用井下靜壓水。

3 S5202膠帶順槽新風(fēng)橋施工

3.1 新風(fēng)橋頂部施工

在新澆筑的兩道墻上擺放38kg道軌，道軌擺放間距中對中為200mm，道軌長為12500mm，道軌兩幫要搭接嚴(yán)密，在道軌上方鋪設(shè)水泥板，澆筑50mm后，再鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)片（Φ6.5mm的鋼筋網(wǎng)片，1m×2m～100mm×100mm），再澆筑混凝土100mm厚。

3.2 砌筑料石墻體

原風(fēng)橋墻體與重建風(fēng)橋道軌中間的空隙采用料石砌筑充填，外側(cè)預(yù)留500mm配合Φ28mm螺紋鋼鋼筋骨架（300×300mm）進行澆筑，并進行抹面，如圖3。

圖3 新風(fēng)橋施工完成斷面圖（單位：mm）

4 拆除S5202膠帶順槽原有風(fēng)橋

4.1 S5202膠帶順槽巷道挑頂施工

S5202膠帶順槽風(fēng)橋北側(cè)2700mm及風(fēng)橋南側(cè)6800mm范圍需挑頂，挑頂最大厚度1500mm，如圖2中所示。挑頂后，將原支護方式（5-2-5）改為每排5根錨索、5根錨桿支護方式（5-5-5）。錨索形式和規(guī)格：錨索材料為Φ22mm高強度低松弛預(yù)應(yīng)力鋼絞線，長度8300mm。錨桿支護形式和規(guī)格：錨桿支護采用Φ22mm、L2400mm高強錨桿。S5202膠帶順槽風(fēng)橋處挑頂施工的煤渣可直接鋪在S5202膠帶順槽風(fēng)橋處底板，對巷道底板進行平整并對地面進行硬化，厚度50mm。

4.2 拆除S5202膠帶順槽原有風(fēng)橋

待S5202膠帶順槽挑頂至原風(fēng)橋處之后，施工人員將原風(fēng)橋拆除，原風(fēng)橋拆除由北向南逐根拆除。

利用“置換法”施工方案，完成新風(fēng)橋施工、舊風(fēng)橋拆除作業(yè)，實現(xiàn)了風(fēng)橋重建，保證了施工過程中風(fēng)橋不漏風(fēng)，風(fēng)流不發(fā)生短路、紊亂現(xiàn)象。

5 結(jié)語

余吾煤業(yè)公司在重建南五2#回風(fēng)下山跨越S5202膠帶順槽風(fēng)橋時，通過技術(shù)研究，采用風(fēng)橋重建“置換法”實施方案，有效避免了風(fēng)流混亂，防止了風(fēng)橋漏風(fēng)，杜絕了風(fēng)流短路現(xiàn)象的發(fā)生，確保了通風(fēng)系統(tǒng)的穩(wěn)定，降低了施工難度，節(jié)約了生產(chǎn)成本。實踐證明該施工方案是一套合理、可行性方案，具有參考價值和推廣意義。