２０１１年第５期 中州煤炭 总第１８５期 鹤煤公司八矿３１采区排水 系统 施工技术 夏永强 ，李华春 ，赵合岭 ，郭贵民 （１．河南煤业化工集团鹤煤公司八矿，河南鹤壁４５８００８；２．河南煤业化工集团鹤煤公司，河南鹤壁４５８０３０） 摘要：目前，鹤煤公司八矿三水平排水系统比较复杂、分散，二水平又未形成永久排水系统，给矿井安全生产 带来不安全因素。施工三水平水仓、泵房、变电所后，矿井最终形成一５２０ ｍ三水平排水系统。介绍了排水 系统施工技术方案，通过合理选择配水巷、吸水井、配水井特殊地段施工方法和作业方式，取得了良好效果。 关键词：排水系统；吸水井；配水井 中图分类号：ＴＤ３５３ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００３—０５０６（２０１１）０５—００７０—０２ １ 工程概况 鹤煤公司八矿现有三水平排水系统比较复杂、 分散，故准备通过对三水平水仓、泵房变电所的施 ２ 支护结构设计 该项目工程量：内、外水仓１４９．８ Ｉｎ，泵房２１．９ ｍ，变电所３６ ｍ，通道５０ ｍ，回风通道ｌ１ ｍ，配水巷 工，使矿井最终形成一５２０ ｍ三水平排水系统。此 次掘进的３ｌ采区水仓、泵房、变电所主要担负三水 平一５２０ ｍ地区的蓄水、排水、供电等任务。该工程 服务年限约３０ ａ。 １３．６ ｍ，吸水井１２．４８ ｍ，吸水井壁龛３ ｍ，配水井 ６．２４ ｍ，配水井壁龛３．４ ｍ，总工程量为３３２．３ ｍ。 （１）内、外水仓。直墙半圆拱形，净宽×净高＝ ２．８ ｍ ｘ ２．６ ｍ。锚网喷支护，（２ｊ２０ ｍｍ×２ ０００ ｍｍ 的树脂螺纹钢锚杆；间排距均为７００ ｍｍ，０６ ｍｍ点 焊网，网片规格１ ５００ ｍｍ×８００ ｍｍ，混凝土喷厚１００ １ＴＩＩＴＩ，强度Ｃ２０。 （２）泵房通道、变电所回风通道。直墙半圆拱 形，净宽×净高＝２．８ ｍ Ｘ ２．８ ｍ。锚网喷支护同内 外水仓。 ３１采区水仓、泵房、变电所位于矿井深部一５２０ ｍ水平，其相互位置如图１所示。施工期间受采动 影响不大，预计原岩应力较大，巷道过软弱岩层段， 压力显现会明显。根据附近已掘巷道情况来看，所 掘巷道部分有变形损坏，掘进时需加强顶板控制。 有关地质资料表明，施工变电所、泵房时，将遇到 ＦＳ ，断层，预计有少量涌水现象出现，故应加强防治 （３）变电所。直墙半圆拱形，净宽×净高＝４．２ ｍ×３．６ ｍ。锚网喷支护同内外水仓。电缆沟净宽 水工作，严防水患。掘进时预计瓦斯涌出量不大，施 工时应加强瓦斯监测管理。 ×净高＝５００ ｍｍ×５００ ｍｍ，混凝土厚１００ ｍｍ。 （４）泵房。直墙半圆拱形，净宽Ｘ净高＝４．２ ｍ ×４．５ ｍ。锚网喷支护同内、外水仓。 （５）配水井。矩形，净长×净宽×净高＝３．５０ ｍ ｘ ２．００ ｍ ｘ ６．２４ ｍ。采用混凝土支护，混凝土厚 度２００ ｍｍ，混凝土强度Ｃ２０。爬梯采用（２ｊ２０ ｉＴｌｍ钢 筋焊制，规格：１ ２００ ｍｍ ｘ２４ ｍ／１ｌ．间距３００ ｍｌＴｌ。 （６）吸水井。圆柱形， １．６ ｍ ｘ ６ ２４０ ｌｌｌｍ，采 用混凝土支护，混凝土厚２００ ｍｉｌｌ，混凝土强度Ｃ２０。 图１ ３ｌ采区泵房、水仓、变电所位置示意 爬梯采用 ２０ ＩＴｌｍ钢筋焊制，规格：１ ２００ ｍｉｌｌ×２４ ｍｍ，间距３００ ｍｌＴｌ。 收稿日期：２０１１—０ｌ一１２ 作者简介：夏永强（１９７２一），男，河南濮阳人，助理工程师，注册安全 工程师，１９９８年毕业于焦作工学院，现从事岩巷技术管理『【作。 ・（７）配水巷。直墙半圆拱形，净宽×净高＝１．５ ｍ×１．８ ｉｎ，采用混凝土支护，厚度２００ ｆｉｌｍ，混凝土 强度Ｃ２０。 ７０・ ２０１１年第５期 夏永强等：鹤煤公司八矿３ｌ采区排水系统施工技术 总第１８５期 ３施工技术方案 因该工程巷道较多、部分地段施工较特殊，施工 前针对一５２０ ｍ水平（３１采区）水仓、泵房（图２）、 变电所编制了施工专项技术方案，分为２个圆班施 掘位置，以保证按设计施工，顺利贯通。 （２）内、外水仓掘到设计位置后，向３ｌ采区泵 房吸水井壁龛底部打探眼，探透后，确定配水巷在 ３１采区泵房正下方。确定配水巷位置符合设计要 求后，按配水巷的位置、规格掘进，进行内、外水仓贯 工头面。 图２ ３１采区泵房平面示意 （１）第１圆班组施工３１采区泵房、变电所。泵 房在一５２０ ｍ水平大巷内开口，泵房开口位置在 ３１０３中巷距３１轨道下车场４５ ｍ处，先施工泵房通 道２５ ｍ。到位时扩右帮断面成直角，向左帮拐掘施 工泵房长度２１．９ ｍ。泵房施工过程中，按设计位置 对应施工吸水井、配水井壁龛３个。然后掘进变电 所巷道３６ ｍ。到位置后，缩小断面掘进回风通道ｌｌ ｍ，与回风巷贯通。 （２）第２圆班组施工内、外水仓，配水巷，吸水 井２个，配水井１个。水仓在一５２０ ｍ水平大巷内 开口，水仓开口位置在３１０３中巷距３１轨道下车场 １５ ｍ处，先施工水仓通道ｌ３．５ ｍ。再向右帮拐掘施 工外水仓，由拐点向前施工２９．９ ｍ，向左帮拐掘圆 弧形巷道８．５７ ｍ，向前施工３０．９６ ｍ，向下帮拐掘圆 弧形巷道９．３３ ｍ，再向前施工８．８ ｍ外水仓。从水 仓通道向前施工内水仓２３．６５ ｍ，向左帮拐掘圆弧 形巷道４．９７ ｍ，向前施工１２．９ ｍ，再向下帮拐掘２．８ ｍ内水仓。掘进配水巷１３．６ｍ，与外水仓贯通。从 配水巷内两侧向上反掘２个水仓吸水井，以反井形 式与泵房吸水井壁龛贯通，岩柱２ ｍ，吸水井形状为 圆柱形。从配水巷内向上反掘１个配水井，以反井 形式与泵房配水井壁龛贯通，岩柱２ ｍ，配水井形状 为矩形。 ４特殊地段施工作业方法 （１）施工到拐点时，应校对中、腰线，并标明拐 通。 （３）配水巷掘好后，向３１采区泵房吸水井、配 水井壁龛底部打探眼，探明吸水井、配水井的位置是 否符合设计要求。如符合设计要求，就按反井的位 置、规格在周边打密集眼，放松动炮，与泵房壁龛贯 通，随后扩至设计要求。 （４）吸水井、配水井浇灌钢筋混凝土立模一次 不得超过二模，接茬必须毛面接实。拆模时间不得 少于７２ ｈ，拆模后须洒水养护。配水井与内外水仓 三岔口处加打３根锚索，配水井、吸水井与配水巷三 岔口处加打２根锚索（ １５．２４ ｍｍ×８ ０００ ｍｍ）。 ５施工技术措施 （１）严格按中、腰线设计尺寸施工，应符合施工 顺序，循环进尺。各班必须现场交，交清接明。 （２）加强工作面通风管理，风筒紧跟工作面，距 工作面不超过５ ｍ，风筒不得跑风、漏风。严格执行 “一炮三检制”和“三人连锁放炮制”。贯通处的电 缆、风管、水管等设备、设施必须保护好，否则，严禁 放炮。 （３）加强顶板控制，严禁空顶作业，坚持“敲帮 问顶”，临时支护必须紧跟工作面。加强后路的整 修与加固，发现问题及时进行处理，确保后路畅通。 爆破后坚持及时喷护顶浆，封闭围岩，喷厚不小于 ３０ ｍｍ。掘进时，若岩石较破碎，掘进前必须打１排 超前锚杆进行超前支护，间距７００ ｍｍ。 （４）配水井、吸水井浇灌混凝土时，必须搭牢搭 实脚手架，防止发生坠人事故。 （５）反掘吸水井、配水井时，水井的顶部必须架 设牢固可靠的护头板，井内用坚硬的木料设护身柱； 打眼及其他作业时，作业人员必须站在牢固可靠的 护头板下方或护身柱后方可进行作业。 （６）根据巷道中、腰线和锚杆间排距，定出锚杆 眼位，做好标记，锚杆间排距符合规定。喷浆前要冲 洗岩面，要挂线喷浆，拱顶１根，两肩窝、拱基与墙各 １根。喷浆前，要妥善保护电缆、风筒、电气设备等 设施，严防损坏。 （下转第７４页） ・７１・ ２０１ １年第５期 中州煤炭 总第１８５期 托盘采用３００ ｍｍ×３００ ｍｍ×１２ ｍｍ的高强托盘。 在锚杆安装完毕和巷道稳定后，进行喷浆封闭，喷厚 ５０～８０ ｍｍ；锚杆问排距均为９００ ｍｍ。 丁ｌ煤层及其顶板 条件下，岩石巷道的安装应力不小于４０ ｋＮ，全煤巷 道安装应力在４０—８Ｏ ｋＮ之间。 （３）锚杆拉拔试验。拉拔试验的目的是测试锚 杆系统是否满足设计要求，其包括锚杆杆体强度、锚 固段抗拉强度、树脂、托盘和螺母等是否匹配。在拉 拔试验完成后，确定锚杆可以达到的锚固力以及锚 固剂的用量。 ４支护效果 在平煤股份一矿三水平丁二采区轨道下山下段 进行了锚网索耦合支护实践，施工６个月后，根据行 业质量验收标准规定要求，进行围岩稳定性与支护 效果监测。监测结果为：顶板下沉量小于５０ １＇／＇１Ｉｎ＇，两 帮收敛量小于１００ ｍｍ；抽检锚杆１５２根，抽检锚索 ５２根，支护应力分别不小于１２０，２２０ ｋＮ，无破断现 图２锚杆支护断面示意 象，受力均衡，达到耦合支护指数标准。 ３ 耦合支护施工技术 （１）安装应力及安装扭矩的确定。采用扭矩扳 手配合安装应力测试表来确定井下施工现场实际施 ５ 结语 ２０１０年１—４月，平煤股份一矿在三水平丁二 采区轨道下山下段施工中进行了锚网索耦合支护实 践，应用巷道２８０ ｍ，支护效果明显，巷道围岩稳定。 工锚杆的安装扭矩与安装应力的关系。根据试验结 果，确定锚杆施工的安装扭矩，以此作为日后监测的 该技术的成功应用，进一步证明了锚网索耦合支护 理论的科学性、先进性，具有适应大埋深复杂岩层巷 道支护的特点；与二次套棚联合支护相比，工效提高 ３０％，解决了大埋深复杂岩层支护难题，为今后类似 条件下的施工探索出了一套先进支护技术和施工经 验 标准。试验方法为：把安装应力测试表放在托盘与 螺母之间，锚杆安装步骤完成后，利用扭矩扳手紧固 螺母，每增加５０ Ｎｍ，记录１次安装应力测试表的读 数１次，直到扭矩达到５００ Ｎｍ为止。 （２）锚杆的安装应力。锚杆的安装应力是控制 围岩早期变形的重要参数，是主动和早期支护的基 础。安装应力过小会使围岩发生过大的早期变形， 松散破碎圈增大，引起顶板破碎，锚杆受力增加。目 前确定方式基本使用数值分析和工程类比的方法。 在间排距不大于１ ０００ ｍｍ，采深在８００一１ ０００ ｍ的 参考文献： ［１］ 薛顺勋，聂光国，姜光杰．软岩巷道支护技术指南［Ｍ］．北京： 煤炭工业出版社，２００２． ［２］ 程文博．锚网喷＋锚索联合支护技术在岩巷中的应用［Ｊ］．煤 矿支护，２００９（３）：４６－４７． （责任编辑：秦爱新） （上接第７１页） （７）地测部门要打超前地质钻，探明该巷道水 了一５２０ ｍ三水平排水系统，完善了该地区的蓄水、 排水、供电等状况，满足了鹤煤八矿排水工作的需 要。同时，提高了该矿岩巷掘进施工的劳动效率，降 低了排水成本，确保了鹤煤八矿的矿井安全生产。 （责任编辑：秦爱新） 量、水压，确保安全施工。放炮后，班组长观察涌水 情况，确保无突水预兆后，施工人员方可作业。 ６ 结语 通过施工３１采区水仓、泵房、变电所，最终形成 ．７４．
