斜巷大跨度交岔点施工工艺研究与应用

袁文生 陈业强 李 洋

(内蒙古福城矿业有限公司, 内蒙古 鄂尔多斯 014217)

1 概况

交岔点是指在巷道相交或分岔地点处的巷道。交岔点的施工有以下特点：（1）交岔点跨度一般较大；（2）工程质量要求高；（3）施工困难。交岔点按支护方式不同可分为简易交岔点和碹岔交岔点；按结构形式可分为牛鼻子交岔点和穿尖（象鼻子）交岔点（图1）。井下主要巷道的交岔点，由于轨道的弯曲和分岔都有一定的规格要求，所以交岔点断面变化大，垮度大，顶板不易维护，因此多采用能适用于各种围岩条件和不同规格尺寸的牛鼻子交岔点[1]。

+150轨道暗斜井倾角24°30′，+400片口交岔点位于3上煤顶板，通过的岩层为3上煤、炭质泥岩、砂岩，交岔点工程全长24m，设计最小断面10.6m2，最大断面44.3m2，巷道最大跨度10.4m。

2 牛鼻子交岔点施工工艺流程

+150轨道暗斜井为轨道、皮带联合运输巷道。巷道采用钻爆法施工，分层爆破掘进，光面爆破。施工过程中为不影响皮带运转及轨道提升，在片口上下30m范围内卧底，将皮带卧至+150轨道暗斜井永久底板以下，在上部铺设11#矿工钢及花纹铁板并在铁板上留设0.5m×0.5m的溜矸口两组。施工前标定出+150轨道暗斜井的中腰线，根据中腰线设计出施工大样图，严格按中腰线施工。

施工顺序：+400牛鼻子交岔点从小断面（G15导线点后4.5m）处开始向下山方向施工，将整个交岔点分为24个断面，施工至10#断面前先采用人工攉矸的方式清理矸石。至10#断面以下时安设P-60B型扒装机进行机械出矸。当施工至牛鼻子位置后，刷出迎脸。为保护好牛鼻子成型规整，周边眼间距缩小至300mm，并且在牛鼻子一帮采用隔眼装药[2]。

图1 交岔点施工工艺流程图

3 牛鼻子交岔点扩帮放顶质量控制

在交岔点中牛鼻子交岔点施工难度最大，+400交岔点施工采用绘制施工大样图的方式进行扩帮放顶的质量控制。+400交岔点施工前先根据测量人员标定的中腰线，利用CAD绘制出片口施工平面图、片口施工剖面图及牛鼻子位置施工断面图，通过尺寸标注可以自动生成控制数据[3]。

交岔点施工关键是控制好施工腰线及每米画弧半径。如图2、图3所示，自+400交岔点开门施工位置起沿+150轨道暗斜井腰线，巷道每米刷宽260mm，交岔点腰线每米下落70mm，至21号点停止下落，腰线与+150轨道暗斜井腰线平行施工至牛鼻子位置。

图2 交岔点施工剖面图

现场控制过程：（1）自+150轨道暗斜井G15导线点以上4.5m（斜距）处，沿+150轨道暗斜井腰线标定出交岔点施工腰线，每米标定一组并编号。（2）当施工至22号点时，迎头左帮停止施工，右帮继续施工至24号点，将迎脸刷正[4]。

图3 交岔点施工平面图

4 喷、锚网、锚索联合支护

4.1 围岩分析

+400车场为矿井延深水平的重点开拓工程，而+400交岔点是整个+400水平材料、设备提运的重要环节，服务年限长，作用大。+400交岔点牛鼻子位置揭露3上煤顶板，巷道埋深850m，煤层倾角40°～45°，围岩节理发育。3上煤顶板为泥岩，黑灰色，泥质结构，层状构造，平均厚度1.17m；再上为中砂岩，灰白色，砂粒结构，层状构造，钙质胶结，厚9.24m。

通过以上分析得出交岔点所处位置地质条件较复杂，加之巷道跨度大、埋藏深、交岔点非一次性成巷，进一步改变了围岩的应力分布。

4.2 支护原理

锚杆支护属于及时、主动、柔性支护，交岔点施工开帮放顶后及时打安锚杆进行组合拱加强支护。由于交岔点处顶板泥岩胶结力较差，且本身松动膨胀对高位岩层形成较大垂直负荷，导致潜在冒顶的程度较大，而锚杆支护的围岩加固范围较小，对于大跨度斜巷交岔点顶板控制很难满足要求[5]。

锚索支护是将锚杆支护形成的加固拱锚固到顶板深部中砂岩中，对锚杆支护起到补充作用，同时扩大了加固范围，解决了单纯锚杆支护的不足，提高了支护效果，保证了交岔点围岩的稳定性。

4.3 支护参数

+400交岔点采用喷、锚网、锚索联合支护。喷浆厚度120mm。锚杆间排距700×700mm，锚杆采用 Ф22×L2200mm（MSGLD600/22（X））的热轧细牙等强螺纹钢式树脂锚杆。网采用Ф6mm的点焊钢筋网，网格100×100mm，网与网之间搭接铺设，每隔200mm扭接一处。锚索规格为Ф17.8×L6200mm，锚索托盘规格为300×300×12mm的蝶形托盘。

图4 +150轨道暗斜井400片口交岔点施工现场图

5 效果

通过优化斜巷大型交岔点的施工工艺流程，强化牛鼻子交岔点开帮放顶的质量控制，提前10d完成+150规定暗斜井400片口斜巷大跨度交岔点的施工（图4）。开帮放顶工作量减少25%，实现了一次成巷不返工，其工艺及支护方案对相似条件下斜巷大跨度交岔点的施工具有指导意义。