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摘要:随着矿井开采深度的不断延深,提升运输、通风需求等压力加大,明斜井断面满足矿井的要求越来越大,特别在斜井明槽段施工过程中表现更为突出。平煤股份六矿明斜井设计总工程量3120m,掘进断面面积34.5m2,属于超大断面陡倾角长斜井,施工过程中,通过对巷道设计、支护及岩性的特点,结合现场实际情况,优化劳动组织和施工工序,确保了明槽段快速施工,取得了较好的安全、经济效益和社会效益,为同类超大断面陡倾角斜井施工方面积累了丰富的经验。
关键词:超大断面;坡度-17.5°;明槽段;穿地面建筑物。
Abstract: with the mining depth of mine deepening continuously, lifting transport, ventilation requirements, such as pressure, Ming inclined section to meet the requirements of the mine is more and more big, especially in the inclined trough period of performance is more outstanding in the construction process. Leveling shares six ore slope design total quantity is 3120 m, excavating area of 34.5 m2, belong to super long slope section of steep dip, construction process, through the design, the supporting of roadway and the characteristics of lithology, combined the actual situation, optimize the labor organization and the construction process, to ensure that the trough period of fast construction, better security, economic and social benefits, for the large section of steep dip slope construction has accumulated rich experience.
Key words: large section; Slope of 17.5 °; Ming groove; Wear surface buildings.
中图分类号:TD-0文献标识码:A
一 工的程概况
六矿新明斜井地面开口坐标为:X=3740567.001,Y=38429764.100,Z=+179.300(底板)。设计总工程量3120m,永久安装上下两部皮带接力运输、一部猴车。其中上段工程量1575m,方位角3°45′46″,坡度-17.5°。半圆拱形断面,净宽6200mm,净高4400mm,铺底厚度100mm,S净=23.2m2,表土段设计采用U36型钢砼支护,S掘=34.5m2;
明槽段穿过第四系表土层,垂直厚度约9m,主要以松软岩层为主,中部为含少量钙核的粉质黏土层,底部为一薄层乱石层。地层松散,富水性弱,主要补给来源为大气降水及地表水季节性补给。预计涌水量为6.50m3/h左右。
二 施工准备工作
(一)五通一平工作
1. 交通:新明斜井开口位置位于六矿工业广场内,满足施工要求。
2. 供电:从六矿变电所引出6kv双回路,施工工业广场内新建临时变电所,满足所有高低压用电需求。
3. 供水:接通六矿工业广场供水管路,在工业广场合适位置放置一个容量90m3水箱,满足生产及生活用水需要。
4. 通讯:由六矿提供集团公司内部通讯分机一部,形成通讯网络。
5. 排水:在工业广场地面建沉淀池,斜井涌水经沉淀后排入六矿排洪沟内。
6. 场地清理:开工前,由六矿负责协调拆除影响施工设施布置的原有建筑物、清理施工工业广场范围内的物料,为斜井开工前施工设备安装、大临工程施工及明槽开挖提供方便。
(二)工业广场布置及凿井措施工程
根据工业广场现场情况,提升方位角183°45′46″。料场、水泥库、砼搅拌站布置在井口东侧,井口房靠井口西南侧布置。
提升绞车房采用钢屋架彩板结构,井口房采用彩板结构。
(三)测量放线
斜井导线的传递由井田近井点导入,并符合等级标准,导線测量工作应由专业人员进行,严格按《煤矿测量规程》要求,确保导线精度,及时检查、标定巷道中心、腰线。
三 支护说明书
明槽开挖长度约为80m,边坡开挖后采用打锚钉挂网喷浆临时支护边坡,锚钉用φ20mm螺纹钢筋加工,一端做成尖锥,另一端做成弯钩,弯钩角度为45度,长100mm,锚钉长度1.5 m,间排距1.0×1.0 m,与边坡的角度大于60度,喷浆厚度为100mm。若土质过于松软或含水量多,则增加锚钉长度和密度。明槽段永久支护采用带底拱金支砼支护形式,支架间距600mm,支护厚度500~671mm。金支采用U36型钢加工,连接板及底盘采用σ=12mm钢板加工。每架金支分五节,节与节之间采用钢性连接。采用φ18mm螺丝连接,要求上双帽。底梁分两节,采用卡缆搭接连接。拉杆采用┕70×8角铁加工。每架金支设八道拉杆连接,分别安装在四个连接处(直接上到连接板上),拱基线往下1m位置及每节底梁中间(φ12mm螺丝连接),砼强度C30。具体尺寸见明槽段断面图。
四 施工方法及施工组织
(一) 施工方案
根据井筒地质条件及支护形式:明槽段采用带底拱金支砼支护形式,一次开挖,一次成巷。“三八”制作业方式。在边坡开挖过程中及时进行锚钉锚网临时支护。在土方开挖至设计标高后再进行巷道永久支护,明槽段回填的土方采用机械配合人工夯实。排水:工作面积水用风泵直接排至地面排水沟,再由排水沟排往矿方下水道。
(二) 施工方法
4.2.1明槽开挖
明槽开挖过程中,应分层分段进行,分层高度不大于1.5m,分段长度5~10m,开挖边坡度暂按60°考虑,当实际揭露的土层不同时,应适当调整边坡坡度,但尽量少挖土方。根据现场情况,在开挖前先用水泵抽完开挖区域内两个浇灌小井内的水,若表土层含水较多,则考虑井点降水的方法,降低表土层水位,保证开挖能顺利进行。在斜井右侧开挖排水沟,排水沟与矿方改造后的下水道相连接,使排出的水以及遇到雨天时汇集的雨水能顺利排出,同时,增加锚钉的长度和密度,并对开挖到位的边坡及时进行喷浆,保证开挖时工作面无水和边坡的稳定。开挖采用机械配合人工开挖,开挖时避开雨天施工,施工过程中可根据表土层的稳定情况调整开挖深度,确保矿方澡堂挡土墙的安全。
明槽开挖示意图
4.2.2金支架设
待明槽开挖结束后,先按设计架设U36型钢支架,采用刚性连接,每架棚子八道拉杆,支架间距600mm,全断面背φ4—40×40mm编制网。
(三)墙基施工
若巷道基础位于回填的虚土中,应由下往上用三合土加以夯实并施工料石基础尺寸:宽×高=1000×300mm。
(四)立模打灰
4.4.1 壁厚500~671mm,由下往上按照设计要求立模浇注砼。碹骨间距按照2m,采用4寸钢管打斜撑,2000×100mm的槽钢作为模板。根据打灰情况将里模板逐段铺设。外模采用双层网绑扎在棚子上,网片分两层,内层用φ4-40×40mm冷拔丝编织网,全断面封闭,外网用10×10mm钢丝网,从棚子底脚挂到两腮,网片外绑750×100×30mm小板,间距500mm,铺设到两腮的位置,在固定前必须在棚子外设60mm的保护层;
1.立模前,由技术员和当班验收员详细检查碹骨和斜撑的规格是否符合施工要求;
2.根据中心和腰线立碹骨和模板;
3.模板拼接要紧密,没有空隙,如果出现空隙,要用黄泥堵塞,防止跑浆造成麻面;
4.模板拼接前要先浸油润湿,保证表面光滑,防止模板吸收混凝土里的水分。
4.4.2 砼浇注段长根据实际情况控制在4.5~12m,分段立模浇注砼。砼设计强度C30,由实验室现场取样试配,确定配合比。
1.浇注砼前,明确专人检查模板稳立的是否正确,支撑是否牢固,模板拼接是否严密,是否找准了中心和腰线,模板内的浮矸和木屑是否清理干净,金支架设是否符合设计要求;
2.浇注砼过程中,明确专人检查模板、斜撑和金支是否发生走动或变形,如发现不符合要求的立即处理;
3.砼搅拌后,必须立即浇注,存放时间超过1小时的,必须再次搅拌才能使用;
4.浇注砼的垂直下落高度不能超过2m,以免发生离析;
5.浇注拱部时,要求两侧同时浇注,以防碹骨受力不均造成变形;
6.为保证砼的密实性和整体性,要连续浇注。如浇注间隔超过2小时,必须将上次浇注砼的面凿成麻面,并铺设一层稀灰浆,再浇注砼;
7.采用震动棒进行捣固时,要将震动棒垂直插入砼中,操作时要快插慢拔,震动棒不能接觸模板,以免模板受震动。
(五)拆模
支护完毕后,根据打灰进度及砼凝固情况逐段拆除模板。拆模时应注意由上往下逐架进行,拆模时只准一人进行作业,拆模人员站在模板前方手拿长钩钎进行拆模。拆模时应保证退路畅通,周围严禁堆放杂物。
(六) 回填
1.明槽段支护完毕后,将巷道支护以外边槽回填至自然地坪标高。回填过程中,应注意每回填300~500mm,采用人工或机械夯实,防止地面积水下渗进入巷道。
2.回填土期间若遇雨天必须采取措施,上铺雨棚布防止雨水流入基坑内,造成基坑积水影响回填土质量。
五 总结
平煤股份六矿明斜井属于超大断面陡倾角长斜井,施工过程中,通过对巷道设计、支护及岩性的特点,结合现场实际情况(地面构建筑物),优化劳动组织和施工工序,确保了明槽段快速施工,取得了较好的安全、经济效益和社会效益,为同类超大断面陡倾角斜井施工方面积累了丰富的经验。
作者简介:赵朋朋(1984~ ),男,河南焦作,助理工程师,学士学位,2007年毕业于河南理工大学,现从事建井工程技术管理工作。
关键词:超大断面;坡度-17.5°;明槽段;穿地面建筑物。
Abstract: with the mining depth of mine deepening continuously, lifting transport, ventilation requirements, such as pressure, Ming inclined section to meet the requirements of the mine is more and more big, especially in the inclined trough period of performance is more outstanding in the construction process. Leveling shares six ore slope design total quantity is 3120 m, excavating area of 34.5 m2, belong to super long slope section of steep dip, construction process, through the design, the supporting of roadway and the characteristics of lithology, combined the actual situation, optimize the labor organization and the construction process, to ensure that the trough period of fast construction, better security, economic and social benefits, for the large section of steep dip slope construction has accumulated rich experience.
Key words: large section; Slope of 17.5 °; Ming groove; Wear surface buildings.
中图分类号:TD-0文献标识码:A
一 工的程概况
六矿新明斜井地面开口坐标为:X=3740567.001,Y=38429764.100,Z=+179.300(底板)。设计总工程量3120m,永久安装上下两部皮带接力运输、一部猴车。其中上段工程量1575m,方位角3°45′46″,坡度-17.5°。半圆拱形断面,净宽6200mm,净高4400mm,铺底厚度100mm,S净=23.2m2,表土段设计采用U36型钢砼支护,S掘=34.5m2;
明槽段穿过第四系表土层,垂直厚度约9m,主要以松软岩层为主,中部为含少量钙核的粉质黏土层,底部为一薄层乱石层。地层松散,富水性弱,主要补给来源为大气降水及地表水季节性补给。预计涌水量为6.50m3/h左右。
二 施工准备工作
(一)五通一平工作
1. 交通:新明斜井开口位置位于六矿工业广场内,满足施工要求。
2. 供电:从六矿变电所引出6kv双回路,施工工业广场内新建临时变电所,满足所有高低压用电需求。
3. 供水:接通六矿工业广场供水管路,在工业广场合适位置放置一个容量90m3水箱,满足生产及生活用水需要。
4. 通讯:由六矿提供集团公司内部通讯分机一部,形成通讯网络。
5. 排水:在工业广场地面建沉淀池,斜井涌水经沉淀后排入六矿排洪沟内。
6. 场地清理:开工前,由六矿负责协调拆除影响施工设施布置的原有建筑物、清理施工工业广场范围内的物料,为斜井开工前施工设备安装、大临工程施工及明槽开挖提供方便。
(二)工业广场布置及凿井措施工程
根据工业广场现场情况,提升方位角183°45′46″。料场、水泥库、砼搅拌站布置在井口东侧,井口房靠井口西南侧布置。
提升绞车房采用钢屋架彩板结构,井口房采用彩板结构。
(三)测量放线
斜井导线的传递由井田近井点导入,并符合等级标准,导線测量工作应由专业人员进行,严格按《煤矿测量规程》要求,确保导线精度,及时检查、标定巷道中心、腰线。
三 支护说明书
明槽开挖长度约为80m,边坡开挖后采用打锚钉挂网喷浆临时支护边坡,锚钉用φ20mm螺纹钢筋加工,一端做成尖锥,另一端做成弯钩,弯钩角度为45度,长100mm,锚钉长度1.5 m,间排距1.0×1.0 m,与边坡的角度大于60度,喷浆厚度为100mm。若土质过于松软或含水量多,则增加锚钉长度和密度。明槽段永久支护采用带底拱金支砼支护形式,支架间距600mm,支护厚度500~671mm。金支采用U36型钢加工,连接板及底盘采用σ=12mm钢板加工。每架金支分五节,节与节之间采用钢性连接。采用φ18mm螺丝连接,要求上双帽。底梁分两节,采用卡缆搭接连接。拉杆采用┕70×8角铁加工。每架金支设八道拉杆连接,分别安装在四个连接处(直接上到连接板上),拱基线往下1m位置及每节底梁中间(φ12mm螺丝连接),砼强度C30。具体尺寸见明槽段断面图。
四 施工方法及施工组织
(一) 施工方案
根据井筒地质条件及支护形式:明槽段采用带底拱金支砼支护形式,一次开挖,一次成巷。“三八”制作业方式。在边坡开挖过程中及时进行锚钉锚网临时支护。在土方开挖至设计标高后再进行巷道永久支护,明槽段回填的土方采用机械配合人工夯实。排水:工作面积水用风泵直接排至地面排水沟,再由排水沟排往矿方下水道。
(二) 施工方法
4.2.1明槽开挖
明槽开挖过程中,应分层分段进行,分层高度不大于1.5m,分段长度5~10m,开挖边坡度暂按60°考虑,当实际揭露的土层不同时,应适当调整边坡坡度,但尽量少挖土方。根据现场情况,在开挖前先用水泵抽完开挖区域内两个浇灌小井内的水,若表土层含水较多,则考虑井点降水的方法,降低表土层水位,保证开挖能顺利进行。在斜井右侧开挖排水沟,排水沟与矿方改造后的下水道相连接,使排出的水以及遇到雨天时汇集的雨水能顺利排出,同时,增加锚钉的长度和密度,并对开挖到位的边坡及时进行喷浆,保证开挖时工作面无水和边坡的稳定。开挖采用机械配合人工开挖,开挖时避开雨天施工,施工过程中可根据表土层的稳定情况调整开挖深度,确保矿方澡堂挡土墙的安全。
明槽开挖示意图
4.2.2金支架设
待明槽开挖结束后,先按设计架设U36型钢支架,采用刚性连接,每架棚子八道拉杆,支架间距600mm,全断面背φ4—40×40mm编制网。
(三)墙基施工
若巷道基础位于回填的虚土中,应由下往上用三合土加以夯实并施工料石基础尺寸:宽×高=1000×300mm。
(四)立模打灰
4.4.1 壁厚500~671mm,由下往上按照设计要求立模浇注砼。碹骨间距按照2m,采用4寸钢管打斜撑,2000×100mm的槽钢作为模板。根据打灰情况将里模板逐段铺设。外模采用双层网绑扎在棚子上,网片分两层,内层用φ4-40×40mm冷拔丝编织网,全断面封闭,外网用10×10mm钢丝网,从棚子底脚挂到两腮,网片外绑750×100×30mm小板,间距500mm,铺设到两腮的位置,在固定前必须在棚子外设60mm的保护层;
1.立模前,由技术员和当班验收员详细检查碹骨和斜撑的规格是否符合施工要求;
2.根据中心和腰线立碹骨和模板;
3.模板拼接要紧密,没有空隙,如果出现空隙,要用黄泥堵塞,防止跑浆造成麻面;
4.模板拼接前要先浸油润湿,保证表面光滑,防止模板吸收混凝土里的水分。
4.4.2 砼浇注段长根据实际情况控制在4.5~12m,分段立模浇注砼。砼设计强度C30,由实验室现场取样试配,确定配合比。
1.浇注砼前,明确专人检查模板稳立的是否正确,支撑是否牢固,模板拼接是否严密,是否找准了中心和腰线,模板内的浮矸和木屑是否清理干净,金支架设是否符合设计要求;
2.浇注砼过程中,明确专人检查模板、斜撑和金支是否发生走动或变形,如发现不符合要求的立即处理;
3.砼搅拌后,必须立即浇注,存放时间超过1小时的,必须再次搅拌才能使用;
4.浇注砼的垂直下落高度不能超过2m,以免发生离析;
5.浇注拱部时,要求两侧同时浇注,以防碹骨受力不均造成变形;
6.为保证砼的密实性和整体性,要连续浇注。如浇注间隔超过2小时,必须将上次浇注砼的面凿成麻面,并铺设一层稀灰浆,再浇注砼;
7.采用震动棒进行捣固时,要将震动棒垂直插入砼中,操作时要快插慢拔,震动棒不能接觸模板,以免模板受震动。
(五)拆模
支护完毕后,根据打灰进度及砼凝固情况逐段拆除模板。拆模时应注意由上往下逐架进行,拆模时只准一人进行作业,拆模人员站在模板前方手拿长钩钎进行拆模。拆模时应保证退路畅通,周围严禁堆放杂物。
(六) 回填
1.明槽段支护完毕后,将巷道支护以外边槽回填至自然地坪标高。回填过程中,应注意每回填300~500mm,采用人工或机械夯实,防止地面积水下渗进入巷道。
2.回填土期间若遇雨天必须采取措施,上铺雨棚布防止雨水流入基坑内,造成基坑积水影响回填土质量。
五 总结
平煤股份六矿明斜井属于超大断面陡倾角长斜井,施工过程中,通过对巷道设计、支护及岩性的特点,结合现场实际情况(地面构建筑物),优化劳动组织和施工工序,确保了明槽段快速施工,取得了较好的安全、经济效益和社会效益,为同类超大断面陡倾角斜井施工方面积累了丰富的经验。
作者简介:赵朋朋(1984~ ),男,河南焦作,助理工程师,学士学位,2007年毕业于河南理工大学,现从事建井工程技术管理工作。