回风斜井过含水层特殊支护与复杂

阴永生

（水帘洞煤炭有限责任公司，陕西 咸阳 713500）

回风斜井过含水层特殊支护与复杂

阴永生

（水帘洞煤炭有限责任公司，陕西 咸阳 713500）

回风斜井上段过含水层创新采用综合特殊支护方式管理顶板，实现回风斜井上段安全过含水层。具体目标：处理顶帮空洞及过流砂层段采取支设木垛、矸石充填、混凝土充填、加厚料石墙等方式、小循环作业，安全过冒落区。过流砂层或含水层临时支护形式：临时支护采用前探支护及木柱或摩探支柱组合。永久支护：过流砂层或含水层、冒落区时仍采用料石砌碹支护。流砂层、含水层及冒落区巷道底板处理：在进入流沙区或冒落区后巷道底板卧深0.6米，并敷设钢轨或矿用11＃工字钢、混凝土一起浇灌。回风斜井过含水层综合特殊支护技术管理创新，提高巷道支护强度与支护效果，极大增强回风斜井的巷道安全程度，为过黄土层及含水层巷道支护提供有利宝贵经验。在类似条件矿井具有广阔的推广应用前景。

过黄土层；含水层巷道；特殊支护

水帘洞煤矿是新矿集团的骨干矿井，年生产能力120万吨，但随着矿井的不断开拓延伸，通风阻力随之增大，为了扩大区井田开采，缩短矿井通风路线，减小通风阻力，同时也为提高矿井灾害预防能力，增加安全出口，要设计施工一回风斜井，用于整个扩大区的回风。

1 施工工艺

1）处理顶帮空洞及过流砂层段采取支设木垛、矸石充填、混凝土充填、加厚料石墙等方式、小循环作业，安全过冒落区。具体措施执行：

（1）施工顺序：

掘进→敲帮问顶→设置前探支护（临时支护）→挖地槽（按照中腰线）→排旧 轨道或矿用11＃工字钢→浇灌墙体基础→砌边墙（含埋设注浆管）→架碹弓→砌碹（含埋设注浆管）→混凝土浇灌巷道中间底板至设计厚度→掘进，如此周而复始。

循环进尺为1.5米，视顶板冒落情况，如顶板破碎，将循环进尺改为1.0米。

（2）临时支护：

过流砂层或含水层临时支护形式：临时支护采用前探支护，前探梁采用三根3寸钢管或木柱，前探梁长度为4.0米，后端担在碹体上，担碹体长度不低于2.0米。为保证前探支护牢固，在前探梁下各支设一棵木柱或摩探支柱，支柱必须穿鞋（采取长×宽×厚＝300×300×10mm铁板或长×宽×厚＝300×300×50mm木板），保证支柱有充足的初撑力。

过冒落区临时支护：过冒落区空洞段施工方案。对冒落区空洞段进行注浆处理，距贯通点5-10米时对空洞段钻孔注浆，注浆材料选用RCW高分子堵水剂，该材料遇水后即与水发生化学反应，形成弹性胶状固结体，从而达到很好的止水目的。其特点是浆液遇水后自行分散、乳化、发泡，立即进行化学反应。与水混合后粘度小，可灌性好，固结体在水中浸泡对人体无害、无毒、无污染。同时浆液遇水后反应形成弹性固结体物质的同时，释放CO2气体，借助气体压力，浆液可进一步压进地层的空隙，使多孔结构或地层能完全充填密实。

掘进至冒落空洞时，由于空洞段已注浆处理，视顶板破碎情况，采取前探支护、超前钻探支护相结合的临时支护方法，缩小循环进尺，安全过冒落区。

掘进至冒落空洞时，视冒落空洞大小，采取以下临时支护形式：在巷道两帮各架设一排木垛，木垛宽度1.5米，支设宽度以超出巷道荒宽0.2米为准，高度以超出木垛处巷道荒高0.2米为准，木垛采用井字形架设，两木垛顶部架设工字钢，工字钢长度6.0米，间距中-中0.8米，工字钢与顶板之间要用方木接顶。

（3）永久支护：

过流砂层或含水层、冒落区时仍采用料石砌碹支护，墙体厚度为0.8米，拱部厚度为0.5米，墙体底部采用旧钢轨+混凝土加固，厚度为600mm，混凝土标号采用C25。

流砂层、含水层及冒落区巷道底板处理：当巷道施工至流砂层或含水层及冒落区后，为防止底板沉陷导致墙体失脚，在进入流沙区或冒落区后巷道底板卧深0.6米，并敷设钢轨或矿用11＃工字钢，用混凝土连同钢轨或工字钢一起浇灌，混凝土浇灌高度0.6米，钢轨或工字钢长度6.6米，间距中-中0.5米。墙体施工过程中，在碹体内（含底板）预埋注浆管，注浆管Φ6分×1500mm铁管制成，预留出Φ19mm直通，便于日后注浆，将碹体后充实、注满，注浆管位置：拱顶、拱与墙体结合部、底板靠近两帮各一根，排距3.0m。

2）质量控制与要求：

严格按照中腰线施工，现激光线至拱顶1.0米，至巷道底板3.6米（净），至巷道卧底底面为4.2米；严格按照设计要求施工，巷道断面形状为半圆拱形，墙体厚度0.8米，碹体厚度0.5米，混凝土+钢轨或工字钢铺底厚度0.6米。

砌墙质量控制与要求：

（1）砌墙体时严格按照设计深度施工基础，砌墙墙缝必须与巷道坡度一致，砌墙前，必须先填入30～50mm厚的铺底砂浆，然后摆放墙石，摆放要平、直、稳、实。

（2）墙体压茬明显，灰缝要饱满，灰缝大小符合规定要求（30mm），严禁出现重缝、干缝、瞎缝现象。

（3）砌墙时，墙石与墙石之间压茬要明显，正常情况下，压茬宽度不小于料石宽度的1/4，严禁出现对缝、重缝和齐茬，所砌墙必须接帮严密。

（4）墙体砌筑完毕后，必须将墙体勾缝处理。拌料时，必须严格按照水泥：砂=1：2（体积比）的比例拌料，严禁拌干料，严禁拌料不均。底板加固：布置旧钢轨或矿用11＃工字钢，设计长度6.6米，排距中-中0.5米，钢轨或工字钢平面朝上，混凝土强度要达到C25，所用材料及配比比例如下：

水泥标号：硅酸盐425＃水泥

石子：5-25mm

水泥∶砂∶石子∶水＝1∶1.48∶3.63∶0.44（质量比），严格按照此比例配比。

混凝土在浇灌过程中，要用振动棒捣实。

注浆管规格：Φ6分×1500mm铁管制成，一端为Φ19mm直通，另一端500mm长度内布置小孔，便于注浆，敷设位置：拱顶及两肩、底板靠近两帮各一根（见附图），排距3.0米，予埋注浆管时外露出直通，外露长度100mm。至空洞区时，顶部预埋Φ2寸钢管作为注浆管，其长度根据现场冒落空间揭露情况定做。根据以上设计制定实施安全技术措施：内容包括顶板管理、通防管理、防治水管理等。

2 结论

回风斜井上段过含水层创新采用综合特殊支护方式管理顶板，实现回风斜井上段安全过含水层为实现矿井高效稳产提供了保障。

阴永生（1975—），男，山东省肥城市，助理工程师，研究方向：采矿工程。