马头门施工工艺与技术

马头门施工工艺与技术（共3篇）

马头门施工工艺与技术篇1

赵楼煤矿副井井深936.208m，井口永久锁口绝对标高为+45m，现井筒施工至880m。管子道底板绝对标高为-850.5m，井底马头门底板绝对标高为-860.00m，为保证施工的准确性，特编制副井马头门测量放线施工技术措施。

一、测量的原则及要求

1、配备能够胜任测量工作的工作人员和测量仪器，做好施工前测量准备和井筒以及管子道、马头门的各项测量工作。

2、按《煤矿测量规程》的有关规定进行一切必要的测量和计算工作。

3、中心垂线采用1.8mm的碳素弹簧细钢丝；垂球重量不小于60kg。

二、高程传递

1、器具：高程传递所用器具为：1000m长钢尺，温度计，水准仪，塔尺，15kg坠砣等。

2、高程传递施工

①在井深880m左右的北侧井壁上订一个高程控制点；

②从井口北侧下尺孔下放钢尺至885m左右；

③井上下各读数两次并记录；

④井上下测环境温度并记录；

⑤改正计算，包括自重改正、温度改正、拉力改正。

三、方向传递

1、器具方向传递所用器具为：经纬仪、120公斤坠砣、1.8mm碳素弹簧细钢丝两根，每根1000m、施工线、水泥钉等。

2、方向传递施工

采用悬挂边垂线法，悬挂垂线点位置在封口盘上按设计方向标出。管子道、马头门中心线的标定，根据马头门施工平面图，管子道、马头门中心线与井筒中心线重合。

①检测井筒中心线；依据甲方提供的十字中心线基点资料，用经纬仪在封口盘的东西方向距中心3.5m各标定1个下线点。

③从封口盘的下线点和中线孔下直径1.8mm碳素钢丝。

④利用垂线在井深880m井壁上标注4个点，标定时采用摆动取中法。

四、注意事项

1、测量施工时，井筒内停止一切作业，无关人员撤到井上。

2、钢丝下到井底后必须投放测量圈检查钢丝是否挂碰。

3、测量时吊盘上派专人检查钢丝是否挂碰吊盘。

4、测量所用的经纬仪、水准仪、钢尺必须经过检验且合格方可使用。

5、高程传递误差不超过100mm，方向多次摆动误差不超过5mm。

6、高程传递和方向投递前，先对井口高程和十字基点进行校验。

马头门施工工艺与技术篇2

1 工程概况

八矿二号井矿井设计生产能力1.50Mt/a, 采用斜井立井联合开拓方式, 设有明斜井、进风井、回风井, 主采煤层为己15、己16-17煤和戊9-10煤, 矿井可采储量39.99Mt。进风立井井筒净直径为7.6m, 井筒支护形式采用钢筋砼双层支护。井深约468.3m (不含24m井底水窝) , 表土层深415.5m, 井筒设计冻结深度为453m, 冻结段井壁结束深度为444m, 过渡段段高5m, 基岩段段高42.3m。进风井井底连接处, 设计方位角为289°, 全长约77.55m, 其中马头门为双向半圆拱型, 西侧长15m, 东侧长14m, 净宽5.6m, 最大净高6.5m。马头门临时支护为锚网喷锚索支护, 支护厚度100mm, 永久支护为双层钢筋砼砌碹支护, 支护厚度为500mm。

2 施工方案

马头门与进风井井筒相连, 断面较大, 一般采用自上而下的分层施工法, 但马头门的施工, 必须根据巷道和井筒的已施工情况组织施工。由于冻结井筒施工耽误工期较长, 回风井、总风大巷及进回风井联络已经施工完毕 (见图1) , 为了加快施工进度, 在进风井井筒施工至390m时, 进风井井底车场开始施工。当进风井掘进至马头门顶板461.5m (图2中Ⅰ部分) , 进风井井底车场也施工完毕, 然后从井底车场东西两侧同时按设计断面施工马头门, 出矸由回风井提升至地面。由于马头门西侧长15m, 东侧长14m, 长度较小, 采用正台阶工作面连续施工法从井底车场两侧对向贯通施工。先从马头门两侧对向掘进上半部分 (图2中Ⅱ部分) , 并按设计断面穿过井筒, 锚网索喷支护完毕后, 再掘下半部分 (图2中Ⅲ部分) 。在掘进马头门时, 一并在设计位置掘出信号硐室和液压硐室, 完成变电所通道和等候室通道的开口工作。为保证马头门的整体性, 浇筑混凝土采用墙、拱整体浇筑, 然后在落滑模, 进行井壁浇筑。当井底连接处井壁浇筑混凝土后, 再进行井窝 (图2中Ⅳ部分) 的施工。进回风井井底平面布置图如图1所示, 进风井马头门正台阶工作面连续掘进顺序示意图如图2所示。

3 施工过程

先将进风井井筒掘进到马头门顶板标高461.5m处, 井筒停止掘进, 井筒461.5m处3m长井壁仍然浇筑混凝土, 然后从井底车场东西段同时按马头门设计断面掘进, 共10个循环 (图2中1-10循环) 。每掘进一个循环及时进行拱部和直墙锚网索喷支护, 之后再从马头门东侧进行下部分 (图2中Ⅲ部分) 的拉底和支护工作, 共5个循环 (图2中11-15循环) , 每个循环完成后进行立模作业。待11、12循环完成后进行马头门东侧的整体浇筑。当14、15循环完成后, 进行马头门西侧的整体浇筑, 之后进行井壁的混凝土浇筑。

3.1 掘进

马头门东西两侧同时掘进, 采用普通钻爆法, 掘支单行作业。打眼采用YT-28型风钻, 采用煤矿许用毫秒延期电雷管, 煤矿许用三级乳化炸药, 正向装药, 串联引爆, 分次放炮, 一次成巷。锚杆随掘随锚, 锚网最大空顶距不大于700mm, 喷浆最大控顶距不大于两炮循环进尺。采用P60B型耙斗机装岩, 2吨矿车承载, 由井底车场经进回风井底联络巷进入总回风大巷, 通过回风井提升至地面。

3.2 支护

3.2.1 锚网喷锚索支护

双马头门一次支护均采用锚网索喷, 锚杆采用Φ22×2400mm高强锚杆, 间排距700mm×700mm, 每孔3卷Z2335树脂药。金属网采用Φ6mm钢筋焊接而成, 网格为80mm×80mm, 网搭接为100mm。锚索支护采用Φ17.8mm×7.5m钢绞线, 间排距2.1m×1.4m, 每根6卷Z2335树脂药, 每排3根。锚杆随掘随锚, 在进行马头门下半部分施工前, 以下半部分矸石为脚手架, 进行锚索施工。锚杆、锚索角度为与马头门轮廓线或岩面夹角大于75°, 锚杆外漏长度为10mm-40mm, 锚索外露长度为150mm-250mm, 锚杆的锚固力不小于105KN, 锚索的锚固力不小于205KN[5,6]。喷浆水泥采用Po42.5级普通硅酸盐水泥, 砼强度不低于C20。石子用碎石, 粒径不大于15mm;砂子使用中粗砂, 含水量达4-6%。砼配合比为, 水泥:砂:石子=1:2:2 (体积比) , 速凝剂掺量为水泥重量的2.5-4%。

3.2.2 钢筋混凝土永久支护

(1) 施工顺序。马头门钢筋混凝土结构采用钢筋整体绑扎施工、模板及混凝土浇筑侧墙、拱部整体施工方法, 先浇筑东马头门, 然后再浇筑西马头门, 待马头门施工完毕后浇筑井壁。马头门混凝土永久支护施工顺序为: (1) 首先进行马头门和各硐室的钢筋绑扎施工。 (2) 待全部钢筋施工完毕后, 进行马头门和各硐室碹骨架设施工。 (3) 同一断面碹骨的架设校核完毕后, 根据浇筑混凝土的先后顺序摆放模板, 并浇筑混凝土。 (4) 待混凝土凝固时间达到24小时后进行拆模工作。

(2) 钢筋工程施工。水平及纵向钢筋均采用Φ20mm螺纹钢筋, 间排距为300mm×300mm, 内外层主筋通过Φ10mm圆钢拉筋进行连接, 间排距为300mm×300mm。钢筋工程首先进行侧墙钢筋的施工, 先内侧再外侧依次施工。所有钢筋节点按施工要求全部进行满绑扎, 钢筋接头处采用35d做为搭接接头, 其余节点必须全节点绑扎施工。钢筋绑扎完毕后, 必须按照设计要求的保护层进行钢筋保护层垫块的施工, 垫块采用同标号混凝土提前进行预制。

(3) 碹骨、碹骨板施工。拱部碹骨是采用宽120mm的槽钢制成, 碹骨腿使用废旧U36型U型钢, 碹骨板采用长2m、宽1m、厚10mm的木板, 先进行侧墙碹骨腿、碹骨板的架设, 然后进行拱部碹骨、碹骨板的架设。碹骨的分布间距为2m一道, 碹骨之间用间距为500mm的水平角铁拉杆进行连接。对帮两侧碹骨横支撑采用4寸钢管, 根据马头门基线高度1.7m-3.7m分别采用2-3根横支撑加固, 也可根据实际情况进行加密, 保证浇筑混凝土时不会出现位移。

(4) 混凝土浇筑施工。混凝土浇筑采用马头门、变电所通道开口、信号硐室及液压硐室开口整体浇筑。混凝土由地面经进风井流灰管输送至马头门, 从马头门外侧向井筒方向浇筑, 在外侧较远处架设流灰槽, 先浇筑侧墙, 然后再浇筑拱部。侧墙及拱部浇筑的过程中应按照两侧对称施工, 每层浇筑高度不得大于300mm。混凝土捣鼓采用插入式振动棒, 捣鼓间距为600mm, 进行全断面捣鼓。

4 此施工方法的优点

4.1 施工质量

采用双层钢筋混凝土整体浇筑的施工方法, 可保证马头门的整体性、观感质量及其稳定性, 防止因地压过大或围岩条件差而造成马头门破坏。

4.2 施工安全

马头门施工过程始终在巷道内进行, 可以避免高空坠落事故的发生。马头门施工前, 其上部井壁已砌筑完毕, 形成马头门的上锁口, 在马头门对向贯通施工过程中, 能保证上部井筒的稳定性, 可防止冒顶事故的发生。

4.3 经济效益

在立模施工中, 均采用刚度较大的废旧U36型U型钢、4寸钢管作为支架, 既防止混凝土浇筑过程中模板发生位移和变形, 又可以节约施工的材料成本。同时马头门提前顺利完工, 大大节约了人工成本。

4.4 施工进度

采用正台阶工作面连续施工法从井底车场两侧对向贯通施工, 与传统施工方法相比, 每循环进尺提高了一倍;出矸由进风井井底车场直接经回风井罐笼运出, 相比3吨的吊桶, 明显提高了出矸速度。

5 结语

马头门结合已有施工情况, 确定从井底车场两侧对向施工马头门, 加快了施工进度, 原计划40天工程, 实际仅施工了22天, 为进风井提前改绞和矿井通风系统升级提供了时间保障。采用正台阶连续掘进, 利用下部分矸石作为脚手架, 便于锚索支护的施工。在施工质量上, 采用整体浇筑马头门的施工方法, 墙拱之间均无缝隙, 通过近一年的观测, 整体性和观感质量仍较好。同时, 此项施工技术为两个相邻较近的井筒马头门工程和马头门顶部有锚索支护的工程提供了很好的参考。

摘要：平煤八矿二号井进风井井筒表土段采用冻结法施工技术, 施工时间较长。为加快施工进度和保证马头门施工质量, 掘进采用正台阶工作面连续施工法从井底车场两侧对向贯通施工, 永久支护采用钢筋混凝土整体浇筑施工技术。结果表明, 采用此施工技术, 降低了施工难度, 取得了较好的经济技术效果, 为类似工程施工提供了借鉴。

关键词：冻结井筒,马头门,正台阶工作面施工法,整体浇筑,双层钢筋混凝土

参考文献

[1]陈耀文, 藏培刚, 李富新.马头门施工方法[J].建井技术, 2004 (Z1) :69-70.

[2]王志勇, 李占炎.下行分层全断面掘进马头门[J].爆破, 2001 (04) :31-32.

[3]冷云, 诸葛赫林, 韩晓, 等.最新矿山井巷工程施工综合技术与标准规范实用手册[M].吉林:吉林电子出版社, 2005.

[4]吕建青.井巷工程[M].北京:中国矿大出版社, 2007.

[5]国家煤矿安监局.煤矿安全质量标准化基本要求及评分标准 (试行) [M].北京:煤炭工业出版社, 2013.

马头门施工工艺与技术篇3

1 工程概况

1.1 地质状况

地层区划属华北地层区鲁西地层分区, 区内多被第四系覆盖, 基岩出露甚少。副井马头门所处的地层主要由石灰岩、粉砂岩、细砂岩、泥岩等组成。其中上部为泥质胶结, 下部为矽质胶结, 且在底部为粉细砂岩互层。井田地层走向大致呈南北、倾向东的单斜构造, 发育有次一级宽缓褶曲并伴有一定数量的断层, 构造复杂程度中等。副井马头门位置所处的岩层节理裂隙较发育。经取样化验分析, 顶板岩层地开石含量为41.6%, 底板高岭石含量为67.5%, 这些矿物成分均有一定的膨胀性。

1.2 设计与施工情况

副井马头门东西长52m, 断面为直墙半圆拱形, 掘进宽度6.9m, 掘进高度从4.5m变化至8.35m。副井井筒马头门开挖后一次支护采用锚网喷联合支护, 其支护参数如下:

锚杆:采用三级螺纹钢, 直径20mm, 长度2200mm, 间排距1000mm×1000mm, 使用Z2350型树脂药卷, 用量2卷/锚杆, 设计预紧力矩400N·m;锚索:采用低松弛钢绞线制作, 直径15.24mm, 长度6000mm, 每断面1根;托盘:采用蝶形托盘, 规格250mm×250mm×16mm。

金属网:采用10号铁丝编制, 网格80mm×80mm, 规格根据断面轮廓设置。混凝土喷层:采用C20混凝土, 喷厚100mm。

2 支护加固对策

由于副井马头门是矿井重要的咽喉硐室, 必须保证工程质量的安全可靠, 为此, 巷道采用了“高强预应力让压锚杆+注浆锚杆+注浆锚索+锚杆锚索桁架”加固方案。

2.1 锚注支护提高了锚杆结构强度和锚固力

普通锚杆轴向受力和侧向剪应力过分集中于孔口端部, 当围岩发生较大变形时, 锚杆轴向力和侧表面剪应力也随之增大, 易使锚杆与围岩之间发生剪切破坏或锚杆被拉断, 锚杆在轴向力或侧表面剪应力集中部位失去支撑作用, 从而使这部分围岩因失去锚固支撑而脱落[1,2]。随着围岩变形的继续发展, 锚杆侧表面剪应力最大部位将不断向围岩深部转移, 最终导致锚杆全长丧失支撑能力。究其原因, 普通锚杆失效主要是因为其强度和变形与围岩不相适应。锚杆支护则克服这一缺陷, 锚注支护首先安设锚杆, 锚杆迅速提供锚固力, 限制围岩变形。待围岩变形达到一定值时实施锚杆注浆, 以注浆提高锚杆自身强度, 改善其受力状态, 增加锚杆的锚固作用。

2.2 注浆加固作用机理

研究表明, 宏观上沿硐室轴向围岩裂隙发育, 张开度较大, 浆液渗透性好。浆液注入岩石较大的微孔隙中, 使岩石的宏观孔隙度降低, 致密程度增加;浆液同岩石中的某些物质成分发生反应, 改变了岩石的物质组成;在岩体结构凝结后, 对结构面进行充填加固, 排除了原先存在于结构面空隙中的水分和空气, 改变了岩体中各种物相比例关系, 使破碎岩体重新胶结成整体, 改善了力学参数, 提高了岩体的完整性和抵抗力。同时, 也改善了工程岩体的物理环境和锚杆条件。

2.3 预应力锚索作用机理

预应力锚索框架加固防护是把破碎松散岩体锚固在地层深部稳固岩体上, 通过施加预应力, 使锚固范围内的松软岩体挤压紧密, 提高岩层间的正压力和摩阻力, 阻止开裂松散岩体位移, 从而达到加固目的, 通过锚索施加一定的预应力抑制岩体变形提高滑动面抗剪力, 改善岩体质量提高岩体整体稳定性。如果锚索所在的滑动面产生了错动, 锚索可根据设计预紧力在阻止岩体相对滑动的情况下适当释放部分应力, 可使锚索与岩体共同作用, 协调变形。

3 支护参数及施工工艺

3.1 高强预应力让压锚杆

马头门及连接部分一次支护宽度≥5.0m段:锚杆选用Ф25mm×3000mm, 锚杆间排距800mm, 遇梁、相贯巷, 排距可调整, 但只能小不能大;马头门及连接部分一次支护宽度<5m, >4m段:锚杆选用Ф22mm×2500mm, 锚杆间排距800mm。

3.2 注浆锚杆

注浆锚杆直径D=25 (M24) 冷轧无缝钢管, 壁厚δ=4mm-6mm;锚杆长度L=2000mm;注浆锚杆间排距为1600mm, 孔口位置在锚杆之间的三角带呈梅花形布置。

3.3 注浆锚索

在马头门及连接部分拱基线以上采用注浆锚索锚固, 注浆锚索间排距2400mm×2400mm。马头门及连接部分宽<5m>4m时, 选用Ф15.24mm×6300mm注浆锚索;马头门及连接部分宽≥5.0m时, 选用Ф17.8mm×8300mm注浆锚索, 按图1施工。

1-高强预应力让压锚杆;2-注浆锚杆;3-注浆锚索

3.4 锚杆锚索桁架

1-高强预应力让压锚杆;2-注浆锚索;3-注浆锚杆;4-锚杆锚索桁架

根据围岩状况, 如墙部围岩不稳定, 在墙高≥2600mm以上断面可采用锚杆锚索桁架支护, 规格锚杆Ф22mm×2800mm, 锚索拉杆选用Ф15.24mm钢绞线, 每墙设一组桁架, 桁架排距2.4m, 同锚索排距, 按图2施工。

4 加固效果