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破碎岩层中防水闸门硐室施工技术研究
2019-04-25  出处:煤客网  煤客新闻网  煤矿网  来源:网络   

一、矿井概况

山西焦煤霍州煤电集团公司白龙煤矿位于霍西煤田中部,采用平硐、斜井多水平综合开拓方式,主要生产水平为370m。 370水平位于白龙井田的东北部,地面位于白龙村以北后湾村.牛腰村以西,距柏木沟工区约2.5Km,东西宽约1.3Km,南北长约2.6Km,水平面积约3.26Km2。 370水平东临F33断层,南接四采区,西靠十采区,北止汾河最高洪水位线。开采煤层底板标高+210~+470m,盖山厚度240~350m,现开采370水平1#、2#煤层。由于1#、2#煤层受K2、K3、K4石灰岩和奥陶系石灰岩承压水威胁,其静水位标高+520m。预计370水平正常涌水量为320m3/h,最大涌水量为580m3/h,为防止煤层底板突水,实现370水平与455水平安全隔离,决定在标高为373m水平的车场,建造高压防水闸门硐室。

二、工程概况

为了能满足370水平风量需求,根据太原煤炭设计研究院提供的设计资料,白龙煤矿370水平防水闸门硐室设计为双门硐室,断面为直墙半圆拱断面。采用锚网喷钢梁砼联合支护。选用双扇加肋扁壳防水闸门。硐室需要最大承压3.2MPa。硐室长度10.0m,净宽7.60m,净断面37.11m2,最大掘进高度6.313m,掘进断面54.66m2。掘进总体积498m3,浇注混凝土320m3,用工字钢8.927t。

三、硐室位置的确定

防水闸门硐室应设置在岩性均一、质密、构造简单、稳定的岩层中,同时,还要考虑便于水闸门封闭和管理。根据白龙煤矿实际情况,经研究论证,确定硐室设在370下部车场,距370m水平水仓入口15m。硐室顶部有3m高,2m长的的冒落段,砂岩裂隙发育、质软易碎,围岩极不稳定,给施工造成了很大的难度。

四、硐室扩刷施工

1、峒室施工技术方案

由于该硐室施工采用在原巷道上按照设计断面进行扩刷,硐室跨度大、高度较高,而且还处在冒落段安全性差,采用全断面一次性扩刷,既不利于施工的安全,又不利于硐室的支护,因此,选用科学、合理的施工技术方案成为该硐室在施工前的一个重要课题。经过研究论证,决定采用上、下台阶(以操作平台为界),分两个区段扩刷的方式施工,每个区段的长度依次为3.5m6.5m。先刷顶部,再刷两帮,最后由前向后按设计尺寸落底。这样即保证了施工的安全,又有利于支护技术的实施和施工人员的操作。首先,采用光爆法施工第一个区段3.5m的上台阶。在原巷道正顶开槽口,以槽口为中心向两侧逐次由上而下扩刷施工,施工1m,支护1m,严禁空顶作业。开槽口时,采用浅眼爆破法对原巷道的喷层进行刷扩,以保证减小对围岩的震动。其次再施工下台阶,下台阶的施工相对容易,关键要掌握好中-腰线以及两侧的轮廓线。要做到不超挖、不欠挖,保证硐室四周帮壁的平直。施工时炮眼布置要按设计轮廓线布置,炮眼底距设计轮廓线300mm,浅打眼、放小炮,欠挖处用风镐剔够设计尺寸。经过上台阶的施工,硐室第一区段的拱部、帮部已全部施工完。施工完的区段保证达到设计要求,支护齐全后。开始进行喷射混凝土封闭围岩。最后起底,起底施工主要采用风镐剔够设计尺寸,用锚杆按间排距800mm对底板锚固,并及时用混凝土铺底。第一区段的一次支护(临时支护)全部结束后,开始立模、浇注混凝土(永久支护),待浇注好的混凝土凝固3