摘要：通過對防水閘門硐室施工斷面大，開鑿巖石立方量多及破碎巖層的分析，提出了采用科學、合理的施工技術方案，成功地解決了破碎巖層中防水閘門峒室施工難度大的問題。
關鍵詞：破碎巖層 大斷面 防水閘門 技術研究
一、礦井概況
山西焦煤霍州煤電集團公司白龍煤礦位于霍西煤田中部，采用平硐、斜井多水平綜合開拓方式，主要生產(chǎn)水平為370m。 370水平位于白龍井田的東北部，地面位于白龍村以北后灣村.牛腰村以西，距柏木溝工區(qū)約2.5Km，東西寬約1.3Km，南北長約2.6Km，水平面積約3.26Km2。 370水平東臨F33斷層，南接四采區(qū)，西靠十采區(qū)，北止汾河最高洪水位線。開采煤層底板標高+210～+470m，蓋山厚度240～350m，現(xiàn)開采370水平1#、2#煤層。由于1#、2#煤層受K2、K3、K4石灰?guī)r和奧陶系石灰?guī)r承壓水威脅，其靜水位標高＋520m。預計370水平正常涌水量為320m3/h，最大涌水量為580m3/h，為防止煤層底板突水，實現(xiàn)370水平與455水平安全隔離，決定在標高為373m水平的車場，建造高壓防水閘門硐室。
二、工程概況
為了能滿足370水平風量需求，根據(jù)太原煤炭設計研究院提供的設計資料，白龍煤礦370水平防水閘門硐室設計為雙門硐室，斷面為直墻半圓拱斷面。采用錨網(wǎng)噴鋼梁砼聯(lián)合支護。選用雙扇加肋扁殼防水閘門。硐室需要最大承壓3.2MPa。硐室長度10.0m，凈寬7.60m，凈斷面37.11m2，最大掘進高度6.313m，掘進斷面54.66m2。掘進總體積498m3，澆注混凝土320m3，用工字鋼8.927t。
三、硐室位置的確定
防水閘門硐室應設置在巖性均一、質密、構造簡單、穩(wěn)定的巖層中，同時，還要考慮便于水閘門封閉和管理。根據(jù)白龍煤礦實際情況，經(jīng)研究論證，確定硐室設在370下部車場，距370m水平水倉入口15m。硐室頂部有3m高，2m長的的冒落段，砂巖裂隙發(fā)育、質軟易碎，圍巖極不穩(wěn)定，給施工造成了很大的難度。
四、硐室擴刷施工
1、峒室施工技術方案
由于該硐室施工采用在原巷道上按照設計斷面進行擴刷，硐室跨度大、高度較高，而且還處在冒落段安全性差，采用全斷面一次性擴刷，既不利于施工的安全，又不利于硐室的支護，因此，選用科學、合理的施工技術方案成為該硐室在施工前的一個重要課題。經(jīng)過研究論證，決定采用上、下臺階（以操作平臺為界），分兩個區(qū)段擴刷的方式施工，每個區(qū)段的長度依次為3.5m、6.5m。先刷頂部，再刷兩幫，最后由前向后按設計尺寸落底。這樣即保證了施工的安全，又有利于支護技術的實施和施工人員的操作。首先，采用光爆法施工第一個區(qū)段3.5m的上臺階。在原巷道正頂開槽口，以槽口為中心向兩側逐次由上而下擴刷施工，施工1m，支護1m，嚴禁空頂作業(yè)。開槽口時，采用淺眼爆破法對原巷道的噴層進行刷擴，以保證減小對圍巖的震動。其次再施工下臺階，下臺階的施工相對容易，關鍵要掌握好中-腰線以及兩側的輪廓線。要做到不超挖、不欠挖，保證硐室四周幫壁的平直。施工時炮眼布置要按設計輪廓線布置，炮眼底距設計輪廓線300mm，淺打眼、放小炮，欠挖處用風鎬剔夠設計尺寸。經(jīng)過上臺階的施工，硐室第一區(qū)段的拱部、幫部已全部施工完。施工完的區(qū)段保證達到設計要求，支護齊全后。開始進行噴射混凝土封閉圍巖。最后起底，起底施工主要采用風鎬剔夠設計尺寸，用錨桿按間排距800mm對底板錨固，并及時用混凝土鋪底。第一區(qū)段的一次支護（臨時支護）全部結束后，開始立模、澆注混凝土（永久支護），待澆注好的混凝土凝固3—4天后，按第一區(qū)段的施工方式進行第二區(qū)段的施工。
在施工第二區(qū)段的硐室主體段時，由于頂部受k8砂巖水浸泡，裂隙發(fā)育，結構松散在施工中發(fā)生冒落，冒落平均高度1.2m，長度6m；為了保證工程質量，針對冒落段采用板梁配合鋼管進行構頂實施維護。然后用混凝土進行充填，達到了設計要求。
2、硐室支護參數(shù)
（1）一次支護（臨時支護）
一次支護采用錨網(wǎng)噴支護，錨桿規(guī)格為Ф20mm×2500mm螺紋鋼錨桿，錨桿間排距為800 mm×800mm，錨桿墊片用10mm厚的配套墊片，速凝樹脂錨固劑固定。掛1500mm×850mm鋼筋網(wǎng)，金屬網(wǎng)材料用Ф6.5冷拔鋼筋制作，網(wǎng)格：100mm×100mm，金屬網(wǎng)搭接長度100mm，每隔一網(wǎng)格用雙股14#鐵絲綁扎牢固，擰緊錨桿托盤，使之緊貼巖面，錨桿初錨力≥182N·M。為防止圍巖風化和加固圍巖，硐室施工采用一掘一噴作業(yè)方式，初噴混凝土厚20～30mm，復噴混凝土厚150mm。
（2）永久支護
永久支護采用鋼梁砼支護，壁厚500mm，混凝土標號為C30，鋼梁采用20a"工"字鋼，鋼梁搭接處用電焊焊死。
五、門框、管路的固定及工字鋼焊接
在硐室主體段澆注混凝土前，先把解體下井的門框組裝好，用導鏈吊起，找正、墊平，朝順水方向后傾1°就位，再將門框用錨桿與圍巖聯(lián)成一體，和工字鋼固定。然后，安裝排水管和其他預埋管，各預埋管均每隔1m焊上防滑角鋼，使各種管路和門框及四角的工字鋼聯(lián)成一體。由于焊接工字鋼工作量大，井下受空間限制不易操作，故把所有鋼梁（配筋）解體，先在地面焊切，編號下井，對號入座聯(lián)成一體。
六、峒室澆注混凝土
為了使混凝土配比合理，按C30混凝土配制了不同配比的5組試塊，經(jīng)試壓后，選取最佳配比。為了增加混凝土的強度、密實，使用機械振動棒搗固。各段由下向上依次連續(xù)澆注。隨澆注混凝土，隨預埋注漿管和測壓管。當門框、排水管及底部工字鋼聯(lián)好后，用清水沖刷圍巖表面，清除浮碴，排凈底板積水，自下而上澆注混凝土，并使用機械振動棒搗固。硐室底部澆注完混凝土后，立模、接工字鋼。模板用厚100mm木板和鋼模分塊制成，對號組裝，按中、腰線對正、找平，輔立柱和撐木固定牢。為了保證連續(xù)澆注混凝土，采用機械攪拌、送料。為防止分段后混凝土向下流動，用臨時模板阻隔，直到拱頂，避免出現(xiàn)水平接茬面。當立模、接鋼梁和安裝管路不能連續(xù)澆注時，在接茬面上按間、排距800mm插上φ16mm、長1m的螺紋鋼，并把混凝土面鑿出新茬，用高壓水沖洗干凈，再澆注混凝土并指派專人振搗。澆注好的混凝土待拆模后，每天灑水6次，養(yǎng)護28d。其結果均能滿足設計要求。
白龍煤礦370水平雙門高壓防水閘門硐室施工斷面大，開鑿巖石立方量多，施工難度大，給硐室施工帶來了一定的困難。但是在施工過程中采取了科學合理的施工技術方案，取得了很好的效果?，F(xiàn)這項技術在集團公司內多個礦區(qū)防治水方面得到推廣應用，避免了許多水害對礦井安全生產(chǎn)的威脅，創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟和社會效益。并取得成功，這對防止礦井突水造成淹井事故，保障礦井安全生產(chǎn)而不受水患威脅發(fā)揮了重要作用，同時也標志著我礦在煤礦井下防治水技術方面有了新的突破。
