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2 0 1 1 年第 5 期 中州煤炭 总第 1 8 5 期 鹤煤公 司八矿 3 1采 区排水 系统 施工技术 夏永 强 ， 李 华春 ， 赵 合岭 ， 郭贵 民 ( 1 ． 河 南煤 业 化 工 集 团 鹤 煤 公 司八 矿 ， 河 南 鹤 壁4 5 8 0 0 8； 2 ． 河 南 煤 业化 工 集 团 鹤 煤 公 司 ， 河 南 鹤 壁4 5 8 0 3 0 ) 摘要 ： 目前 ， 鹤煤公司八矿三水平排水 系统 比较复杂、 分散 ， 二水平又未形成 永久排水系统， 给矿 井安全 生产 带来不 安全 因素。施工三水平水仓 、 泵房 、 变电所后 ， 矿井最终 形成 一 5 2 0 m 三水平排 水系统。介绍 了排 水 系统施 工技 术方案 ， 通过合理选择配水巷 、 吸水井、 配水井特殊地 段施 工方法和作业方式 ， 取得 了良好效果。 关 键 词 ： 排 水 系 统 ； 吸 水 井 ； 配 水 井 中图分类号 ： T D 3 5 3 文献标识码 ： B 文章编 号： 1 0 0 3— 0 5 0 6 ( 2 0 1 1 ) 0 5— 0 0 7 0— 0 2 1 工程概况 2 支护结构设计 鹤煤 公 司八 矿 现有 三水 平 排水 系 统 比较复 杂 、 分散 ， 故 准备 通 过 对 三 水 平 水 仓 、 泵 房 变 电所 的施 工 ， 使矿井 最终 形 成 一 5 2 0 m 三水 平排 水 系统 。此 次掘进 的 3 l采 区水仓 、 泵 房 、 变 电所 主要 担 负 三水 平 一 5 2 0 m地 区的蓄水 、 排 水 、 供 电等任 务 。该 工程 服务 年 限约 3 0 a 。 3 1 采 区水仓 、 泵房 、 变 电所 位 于矿 井深 部 一5 2 0 m水 平 ， 其 相互 位 置如 图 1所 示 。施 工 期 间受 采动 影 响不大 ， 预计原 岩应 力 较 大 ， 巷道 过 软 弱岩 层 段 ， 压力 显现会 明显 。根 据 附 近 已掘巷 道 情 况来 看 ， 所 掘巷 道部 分有 变 形 损 坏 ， 掘 进 时 需 加 强 顶 板 控 制 。 有关 地 质 资 料 表 明 ， 施 工 变 电所 、 泵 房 时 ， 将 遇 到 F S ， 断层 ， 预计有 少量涌水 现 象 出现 ， 故应 加 强 防治 水 工作 ， 严 防水患 。掘进 时预计 瓦斯涌 出量不 大 ， 施 工时 应加强 瓦斯监 测管理 。 图 1 3 l采 区 泵房 、 水仓 、 变 电 所 位置 示意 收稿 日期 ： 2 0 1 1 —0 l一1 2 作者简介 ： 夏永强( 1 9 7 2 一) ， 男 ， 河南濮阳人 ， 助理工程师 ， 注册安全 工程师 ， 1 9 9 8年毕业 于焦作工学院， 现从事岩巷技术管理『 【 作。 7 0 该项 目工程 量 ： 内 、 外 水仓 1 4 9 ． 8 I n ， 泵房 2 1 ． 9 m， 变 电所 3 6 m， 通道 5 0 m， 回风 通道 l 1 m， 配水 巷 1 3 ． 6 m， 吸水 井 1 2 ． 4 8 m， 吸 水 井 壁 龛 3 m， 配水 井 6 ． 2 4 m， 配水井 壁龛 3 ． 4 m， 总工程 量为 3 3 2 ． 3 m。 ( 1 ) 内 、 外水仓 。直墙 半 圆拱 形 ， 净 宽 净 高 = 2 ． 8 m x 2 ． 6 m。锚 网 喷支 护 ， ( 2 j 2 0 m m 2 0 0 0 m m 的树 脂螺 纹钢锚 杆 ； 间排 距均 为 7 0 0 mm， 06 m m点 焊 网 ， 网片规格 1 5 0 0 m m8 0 0 m m， 混凝 土喷厚 1 0 0 1T I IT I ， 强度 C 2 0 。 ( 2 ) 泵房 通 道 、 变 电所 回风 通 道 。 直墙 半 圆拱 形 ， 净 宽 净高 = 2 ． 8 m X 2 ． 8 m。锚 网 喷支 护 同 内 外水 仓 。 ( 3 ) 变 电所 。直墙 半 圆拱 形 ， 净宽 净 高 = 4 ． 2 m3 ． 6 m。锚 网 喷 支护 同 内外 水 仓 。 电缆 沟净 宽 净高 =5 0 0 m m 5 0 0 m m， 混凝土厚 1 0 0 m m。 ( 4 ) 泵 房 。直墙 半 圆拱 形 ， 净 宽 X净 高 = 4 ． 2 m 4 ． 5 m。锚 网喷支护 同 内 、 外水仓 。 ( 5 ) 配 水 井 。矩形 ， 净 长 净 宽 净 高 =3 ． 5 0 m x 2 ． 0 0 m x 6 ． 2 4 m。采 用 混 凝 土 支 护 ， 混 凝土 厚 度 2 0 0 mm， 混凝土强度 C 2 0 。爬梯采用( 2 j 2 0 i T l m钢 筋焊制， 规格 ： 1 2 0 0 m m x 2 4 m ／ l1 ． 间距 3 0 0 m l T l 。 ( 6 ) 吸水 井 。 圆柱 形 ， 1 ． 6 m x 6 2 4 0 l l l m， 采 用混凝 土支 护 ， 混凝 土厚 2 0 0 m i ll ， 混 凝土 强度 C 2 0 。 爬梯采 用 2 0 IT l m 钢 筋 焊 制 ， 规 格 ： 1 2 0 0 m i l l 2 4 mm， 间距 3 0 0 mlT l 。 ( 7 ) 配 水巷 。直墙 半 圆拱 形 ， 净 宽 净高 =1 ． 5 m 1 ． 8 i n ， 采用 混 凝 土 支 护 ， 厚 度 2 0 0 fi l m， 混凝 土 强度 C 2 0。 2 0 1 1 年 第 5期 夏永 强等 ： 鹤 煤公 司八矿 3 l采 区排水 系统施工 技术 总第 1 8 5期 3施工技术方案 因该工 程巷道 较多 、 部分 地段施 工较特 殊 ， 施 工 前针对 一 5 2 0 m 水 平 ( 3 1采 区 ) 水 仓 、 泵 房 ( 图 2 ) 、 变电所 编制 了施 工 专项 技 术 方 案 ， 分 为 2个 圆 班施 工 头面 。 图 2 3 1采 区泵 房 平 面 示 意 ( 1 ) 第 1圆班 组 施 工 3 1采 区泵 房 、 变 电所 。泵 房 在 一5 2 0 m 水 平 大 巷 内开 口， 泵 房 开 口位 置 在 3 1 0 3中巷距 3 1轨道下 车场 4 5 m 处 ， 先施 工 泵 房通 道 2 5 m。到位 时扩右 帮断 面成直 角 ， 向左 帮 拐掘 施 工泵 房长度 2 1 ． 9 m。泵 房施工 过 程 中 ， 按 设 计位 置 对应施 工 吸水 井 、 配 水 井壁 龛 3个 。然后 掘进 变 电 所巷 道 3 6 m。到位 置后 ， 缩小 断面掘 进 回风通道 l l m， 与 回风 巷贯通 。 ( 2 ) 第 2圆班 组施 工 内 、 外水 仓 ， 配水 巷 ， 吸水 井 2个 ， 配水 井 1个 。水 仓在 一5 2 0 m 水 平 大巷 内 开 口， 水 仓开 口位 置 在 3 1 0 3中巷 距 3 1轨 道 下 车场 1 5 m处 ， 先施 工水 仓通 道 l 3 ． 5 m。再 向右帮 拐掘施 工外 水仓 ， 由拐 点 向前 施 工 2 9 ． 9 m， 向左 帮 拐 掘 圆 弧形 巷道 8 ． 5 7 m， 向前施工 3 0 ． 9 6 m， 向下 帮拐掘 圆 弧形 巷道 9 ． 3 3 m， 再 向前 施工 8 ． 8 m外水 仓 。从 水 仓通道 向前 施 工 内 水仓 2 3 ． 6 5 m， 向 左 帮 拐 掘 圆 弧 形巷道 4 ． 9 7 m， 向前施 工 1 2 ． 9 m， 再 向下 帮拐掘 2 ． 8 m内水仓 。掘进 配水 巷 1 3 ． 6 m， 与外 水 仓 贯 通 。从 配水巷 内两侧 向上 反掘 2个 水 仓 吸水 井 ， 以反井 形 式 与泵房 吸水井 壁 龛贯通 ， 岩 柱 2 m， 吸水 井形状 为 圆柱形 。从 配水 巷 内 向上 反 掘 1个 配 水井 ， 以反 井 形式 与泵 房配水 井壁 龛贯 通 ， 岩柱 2 m， 配水 井形 状 为矩形 。 4 特殊地段施工作业方 法 ( 1 ) 施 工 到拐 点 时 ， 应校 对 中 、 腰 线 ， 并 标 明 拐 掘 位置 ， 以保证 按设计 施工 ， 顺利 贯通 。 ( 2 ) 内 、 外 水 仓 掘 到设 计位 置后 ， 向 3 l采 区泵 房吸水井壁龛底部打探 眼， 探透后 ， 确定配水巷在 3 1采区泵房正下方。确定配水巷位置符合设计要 求后 ， 按 配水巷 的位置 、 规格 掘进 ， 进行 内 、 外水仓 贯 通 。 ( 3 ) 配水 巷 掘好 后 ， 向 3 1采 区泵 房 吸 水井 、 配 水井壁 龛底 部打 探眼 ， 探 明 吸水井 、 配水井 的位置是 否符合 设计要 求 。如 符 合设 计 要 求 ， 就 按反 井 的位 置 、 规格 在周边 打 密集 眼 ， 放 松 动炮 ， 与 泵房 壁 龛贯 通 ， 随后 扩至设 计要 求 。 ( 4 ) 吸水 井 、 配 水 井 浇 灌 钢 筋 混 凝 土立 模 一 次 不得 超 过二模 ， 接 茬 必须 毛 面 接 实 。拆 模 时 间不 得 少 于 7 2 h ， 拆模后 须 洒水 养 护 。配水 井 与 内外 水 仓 三 岔 口处 加打 3根锚索 ， 配水 井 、 吸水井 与配水巷 三 岔 口处加 打 2根 锚索 ( 1 5 ． 2 4 m m 8 0 0 0 mm) 。 5施工技术措施 ( 1 ) 严格按 中 、 腰 线 设计 尺 寸施 工 ， 应 符合 施 工 顺 序 ， 循 环进 尺 。各 班必 须现场 交接班 ， 交 清接明 。 ( 2 ) 加强工 作 面通 风 管 理 ， 风筒 紧跟 工 作 面 ， 距 工作 面不 超过 5 m， 风筒不 得 跑风 、 漏风 。严 格执 行 “ 一 炮 三 检制 ” 和“ 三人 连 锁 放炮 制 ” 。贯通 处 的 电 缆 、 风管 、 水管等设备 、 设施必须保护好 ， 否则 ， 严禁 放炮 。 ( 3 ) 加强 顶 板 控 制 ， 严 禁 空 顶作 业 ， 坚 持 “ 敲 帮 问顶 ” ， 临 时 支 护 必 须 紧 跟工 作 面 。加强 后 路 的整 修 与加 固， 发 现 问题 及 时进 行 处理 ， 确保 后 路 畅通 。 爆 破后 坚持 及 时 喷 护 顶 浆 ， 封 闭 围 岩 ， 喷 厚 不 小 于 3 0 m m。掘进 时 ， 若 岩石较 破 碎 ， 掘进 前 必须 打 1排 超前 锚杆进 行超 前支 护 ， 间距 7 0 0 mm。 ( 4 ) 配水井 、 吸水井 浇 灌 混凝 土 时 ， 必 须 搭牢 搭 实脚 手架 ， 防止发 生坠 人事故 。 ( 5 ) 反掘 吸水井 、 配 水井 时 ， 水 井 的顶 部必 须架 设 牢 固可靠 的护头板 ， 井 内用坚 硬 的木 料设护 身柱 ； 打眼及 其他作 业 时 ， 作 业 人 员必 须 站 在 牢 固可 靠 的 护 头板 下方或 护身柱 后方 可进行 作业 。 ( 6 ) 根据巷 道 中 、 腰 线 和 锚杆 间 排距 ， 定 出锚杆 眼 位 ， 做好 标记 ， 锚杆 间排距 符合规 定 。喷浆前 要 冲 洗 岩面 ， 要 挂线 喷浆 ， 拱顶 1根 ， 两 肩窝 、 拱基 与墙各 1根 。喷浆前 ， 要 妥善 保 护 电缆 、 风 筒 、 电气 设 备 等 设 施 ， 严 防损坏 。 ( 下转 第 7 4页) 71 2 0 1 1 年第5期 中州煤炭 总第 1 8 5 期 托盘采 用 3 0 0 m m 3 0 0 mm1 2 m m 的 高 强 托 盘 。 在锚杆 安装 完毕 和巷 道稳定后 ， 进行 喷浆封 闭 ， 喷厚 5 0～8 0 m m； 锚 杆 问排距均 为 9 0 0 m m。 丁l 煤层及其顶板 图 2锚杆 支护断面示意 条件下 ， 岩石巷 道 的安装 应力 不 小 于 4 0 k N， 全煤 巷 道安装 应力在 4 0—8 O k N之 间 。 ( 3 ) 锚杆拉 拔试 验 。拉 拔试 验 的 目的是 测试 锚 杆系统 是否满 足设计 要求 ， 其包 括锚杆杆 体强 度 、 锚 固段抗 拉强度 、 树脂 、 托盘 和螺母 等是否 匹配 。在拉 拔试验 完成后 ， 确定 锚 杆 可 以达 到 的 锚 固力 以及 锚 固剂 的用量 。 4支护效 果 在 平煤股 份一 矿三水 平丁二 采 区轨 道下 山下段 进行了锚网索耦合支护实践， 施工 6个月后， 根据行 业质量 验收标 准规 定 要求 ， 进行 围岩 稳定 性 与支 护 效果监 测 。监 测结果 为 ： 顶板下 沉量小 于 5 0 1／ 1 I n ， 两 帮收敛 量小 于 1 0 0 m m； 抽 检 锚 杆 1 5 2根 ， 抽 检锚 索 5 2根 ， 支护 应力 分 别 不小 于 1 2 0 ， 2 2 0 k N， 无破 断 现 象 ， 受 力均衡 ， 达 到耦合 支护指数 标准 。 3 耦合支护施工技术 5 结语 ( 1 ) 安装应 力及 安装 扭矩 的确定 。采 用 扭矩 扳 手配合 安装应 力测试 表来确 定井下 施工 现场实 际施 工锚杆 的安装 扭矩与 安装应 力 的关 系 。根 据试 验结 果 ， 确定 锚杆施 工 的安装扭矩 ， 以此 作为 日后监 测的 标准 。试验方 法为 ： 把 安 装应 力 测试 表 放 在 托盘 与 螺母 之间 ， 锚 杆安装 步骤完 成后 ， 利用扭 矩扳手 紧 固 螺母 ， 每增加 5 0 N m， 记 录 1 次安 装应力 测试 表 的读 数 1次 ， 直到 扭矩达 到 5 0 0 N m为 止 。 ( 2 ) 锚杆 的安装 应力 。锚 杆 的安 装 应力 是 控制 围岩 早期变 形 的重 要 参 数 ， 是 主动 和早 期 支 护 的基 础 。安装应 力过小 会 使 围 岩发 生 过 大 的早期 变形 ， 松散 破碎 圈增大 ， 引起顶 板破碎 ， 锚杆 受力增加 。 目 前确 定方式 基本 使用 数 值 分析 和 工 程类 比的方 法 。 在 间排距 不大 于 1 0 0 0 mm， 采深在 8 0 0一1 0 0 0 m 的 2 0 1 0年 1 —4月 ， 平 煤 股 份 一 矿 在 三 水 平 丁 二 采 区轨 道下 山下段 施工 中进行 了锚 网索 耦合 支护实 践 ， 应 用巷 道 2 8 0 m， 支护 效果 明显 ， 巷 道 围岩 稳定 。 该技 术 的成 功应 用 ， 进一 步 证 明 了锚 网 索耦 合 支护 理论 的科学 性 、 先 进性 ， 具有适 应大埋 深复杂 岩层 巷 道支 护 的特 点 ； 与二次套 棚联 合支护相 比， 工 效提 高 3 0 ％ ， 解决 了大埋 深复杂 岩层支 护难题 ， 为今 后类 似 条件 下 的施 工探 索 出了一套先 进支 护技术 和施工 经 验 参 考文献 ： [ 1 ] 薛顺勋 ， 聂光国 ， 姜光杰． 软岩 巷道支护技 术指 南[ M] ． 北京 ： 煤炭工业 出版社 ， 2 0 0 2 ． [ 2 ] 程文博． 锚网喷 +锚索联合 支护技术在岩巷中的应用 [ J ] ． 煤 矿支护 ， 2 0 0 9 ( 3) ： 4 6 - 4 7 ． ( 责任 编辑 ： 秦 爱新 ) ( 上接 第 7 1页) ( 7 ) 地 测部 门要 打 超 前 地 质 钻 ， 探 明 该 巷 道水 量 、 水 压 ， 确 保 安全 施 工 。放 炮 后 ， 班组 长 观察 涌水 情况 ， 确保无 突水 预兆后 ， 施工 人员方 可作业 。 6 结 语 通过施 工 3 1 采 区水仓 、 泵房 、 变 电所 ， 最终 形成 ． 7 4 ． 了 一 5 2 0 m三水 平排水 系统 ， 完 善 了该地 区的蓄水 、 排水、 供 电等状况 ， 满足 了鹤煤八矿排水工作的需 要 。同时 ， 提 高了该 矿岩巷 掘进施 工 的劳动效率 ， 降 低 了排水 成本 ， 确保 了鹤煤八 矿 的矿井安 全生产 。 ( 责任 编辑 ： 秦 爱新 )