大坡度斜巷大跨度交岔点的施工工艺研究

成 琦 房万伟 范美玲

(新矿内蒙能源福城矿业有限公司, 内蒙古 鄂尔多斯 016217)

1 巷道概况

新汶矿业集团公司福城煤矿位于内蒙古鄂尔多斯市西南，隶属内蒙古自治区鄂托克前旗上海庙镇管辖，为宁夏灵武煤田向北伸延部分。煤层基本构造形态为向东倾斜的单斜构造。+240 轨道片口交岔点位于福城煤矿+150m 水平，全长23.8m，最大跨度9.3m。

2 交岔点施工工艺

+150m 轨道暗斜井反掘为轨道、皮带运输联合运输巷道，采用钻爆法、反掘上山的方式，20°上坡施工。前期+150m 轨道暗斜井反掘先按照正常断面施工至交岔点起点以上5m 处，然后按照施工大样图自上往下进行刷大断面。交岔点施工时先施工上分层，上分层施工到位后再起底。上分层巷道高度不超过3.5m，便于人员操作。

2.1 传统工艺

以往施工交岔点，多采用绘制施工大样图的方式进行扩帮放顶，现场施工时采取下落腰线的方式来控制顶板及两墙高度。由于每米数据需要调整，且数据量较大，此种方法，现场施工人员容易出现混淆造成技术失误，牛鼻子处两帮直墙矮、斜墙处拱肩窄，不美观，不实用。

2.2 创新工艺

牛鼻子交岔点施工顺序：+240 轨道片口交岔点自+150 轨道暗斜井L18 点前77.8m 处（交岔点的起点）开始，按照20°下坡施工交岔点23.8m。通过绘制施工大样图，将整个交岔点分为24 个断面，根据作图可计算出交岔点每米的开帮放顶参数，然后以不同的数据在现场控制中腰线，进行画弧。较以往不同的是，在绘制每米断面图时，不再采用以前根据量取的每米的中线、腰线参数进行绘制断面，而是自第一米开始，就将两帮直墙高度设定为高1.8m，采用三心画圆的方式将顶部圆弧画出来，仅调整施工中线即可，现场便于控制，从而避免了技术失误，也提高了交岔点的美观性、实用性，保证了牛鼻子交岔点处不会出现墙矮、斜墙拱肩不会瘦。

现场施工过程：交岔点施工的关键是现场对中腰线及每米画弧点、画弧半径的控制。自+240 轨道片口交岔点起点开始；（1）交岔点每进1m(斜距)，偏中线左偏增加234mm/m，半径增加117mm/m，全宽增加234mm/m；（2）腰线不变，仍然按照20°下坡施工，仅根据巷道宽度的变化改变画弧点及画弧半径（如图1、2 所示）。在现场实际施工过程中，如若出现巷道高度较高、矸石多，无法实现正常画弧，为保证巷道成型及施工质量，通过分段量取弦长的方式控制顶板弧形（如图3 所示），确保交岔点的美观效果。

图1 +240 交叉点施工大样图（中线）

图2 +240 交叉点A-A（剖面）图（腰线）

3 交岔点的支护

3.1 围岩条件分析

+240 车场为福城矿业公司矿井延深的开拓重点工程，而+240 轨道片口交岔点是整个+240 水平提升运输、物料设备供应的重要环节，服务年限长，作用大。+240 轨道片口交岔点施工层位主要为9 层煤顶板细砂岩和粉砂岩，巷道埋深1000m，围岩较为稳定，但是交岔点跨度大，埋深大，且非一次性成巷，进一步影响了围岩的应力分布。

图3 +240 交叉点弦长控制图

3.2 支护参数

+240 交岔点采用二次锚网喷+锚索桁架梁方式支护。

一次支护采用锚网喷支护， 锚杆采用MSGLD-335 等强螺纹钢式树脂锚杆（Φ22mm×L2400mm），锚杆间排距1000mm×1000mm，成排成行布置，托盘采用屈服强度不小于235MPa 的钢材制作，规格为150×150×10mm；网采用Φ6.0mm 经纬点焊钢筋网，网格尺寸100×100mm；一次支护段，喷浆滞后迎头不大于50m，喷浆厚度70mm。喷浆前在锚杆上栓10#铁丝并引出喷层之外，作为布置二次支护锚杆的标志，并用作二次支护时栓金属网，一次支护喷浆后厚度达不到120mm，严禁进行二次支护。

二次支护采用锚网喷+锚索联合支护。锚杆采用MSGLD-600(X)等强螺纹钢式树脂锚杆（Φ22mm×L2400mm），与一次支护锚杆呈五花布置，托盘采用屈服强度不小于235MPa 的钢材制作，规格145×145×10mm；网采用 Φ6.0mm 经纬点焊钢筋网，网格尺寸100×100mm。二次锚网支护，喷浆厚度30mm。二次支护后砼体总厚度为150mm。因交岔点处巷道较高，出于安全考虑，二次锚网支护跟迎头。

交岔点打设锚索桁架梁加强支护。+150 轨道暗斜井反掘，在巷中左右偏1000mm 处打设锚索加强支护，锚索间排距2000×2000mm；+240 车场，在巷中左右偏1500mm 处打设锚索加强支护，锚索间排距3000×2000mm。锚索采用1×7 结构Φ21.6×L6200mm 钢绞线，每棵锚索配5 支树脂锚固剂，锚索托盘规格为300×300×16mm。锚索与二次锚杆同时打设，喷浆时盖住锚索托盘，防止后期锚索崩断伤人。锚索替代相应位置二次支护锚杆，打设锚索处不再打设锚杆。锚索梁采用锰钢带（150×20mm）或11#工钢字，具体桁架梁布置如锚索桁架梁施工大样图图4 所示。

图4 +240 交叉点锚索桁架梁施工大样图

4 结论

巷道交岔点施工工艺创新采用了设定两帮直墙高度的方法，仅调整施工中线，控制画弧点、画弧半径，现场便于控制数据。采用此种工艺最大程度地避免了技术失误，也提高了交岔点的美观性、实用性，保证了牛鼻子交岔点处不会出现墙矮、斜墙拱肩不会瘦，巷道断面利用率高，比传统工艺至少减少5d 以上工期。通过观测，巷道围岩变形量极小，基本实现免维护，承压效果好，该矿在+320 交岔点施工时也同样采用此工艺，同时可以在类似巷道交岔点工程中实践应用。