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1、李村副井马头门施工一、概述山西潞安矿业集团李村煤矿位于山西省长子县大堡头镇南小河村和南李村之间，距长治约24km 。该矿井设计生产能力为400 万吨/ 年，采用主、副、风三个立井开拓。1、副井井筒副井井筒位于工广东侧，根据现场实测副井井口标高为+936.80m,井筒设计深度597.031m，净径 8.2m。目前井筒施工管子道开口与副井井筒连接处，在管子道底板向下浇一模成井里程为557.1m，然后进入井筒马头门施工。2、马头门设计里程 559.6m 567.1m 段南北方向布置双侧马头门，北侧马头门底板比南侧马头门低0.3m；副井 555.3 m 559.6m为加强段井筒，掘进半径 4800mm
2、 ，净径 4100mm ，掘进断面 72.35 。其平面图如图 3-11 所示。图 3-11 马头门施工平、剖面图北侧马头门北侧马头门底板相对标高-567.1m, 顶板相对标高为 -559.6m，长度为21.55m, 其中包括开口渐变断面段16.000m 及两水平延伸段3.550m 和1.400m，北马头门变断面段净拱高为3800mm ，渐变断面段墙高由3700mm渐变为 700mm ，底板坡度为15；两水平延伸段净拱高分别为3305mm 和2900mm ，墙高分别为 1195mm 和 600mm 。南侧马头门南侧马头门底板标高 -566.8m，顶板标高为 -559.6m，长度为 50.604
3、m，其中包括两渐变断面段3.400m 和 12.600m、两水平延伸段32.604m 和2.000m。南侧马头门渐变断面段净拱高分别为3800mm 和 2900mm ，墙高分别由 2700mm 渐变为 2275mm 和由 3175mm 渐变为 1600mm ，底板坡度为 7；两水平延伸段净拱高分别为2900mm和 1750mm ，墙高分别为1600mm和1750mm ，底板坡度为 7。马头门支护马头门整体采用联合支护，锚网喷+锚索支护为初期支护，钢筋砼为最终支护。在北侧马头门有一个等候硐室通道，在南侧马头门布置液压站硐室、控制硐室、一个等候硐室通道及主副井联络巷，均采用素砼浇筑。井筒部分支护厚
4、度为700mm, 其中锚网喷厚度为100mm, 现浇砼厚度为600mm ；马头门支护厚度分别为600mm 、550mm 和 400mm 三种规格，其中锚网喷厚度均为100mm, 现浇砼厚度分别为500mm 、450mm 和 300mm ；液压站硐室及控制硐室支护厚度400mm ，其中锚网喷厚度100mm ，浇筑素砼厚度300mm 。喷射砼强度等级为C20 ，浇注砼强度等级为C35 ，铺底砼强度等级为 C15 。为了保证施工安全和井筒的整体性，我们计划马头门两侧各掘进8.0m和井筒一块浇砼。其余部分在拆模后一次掘进，进行锚网喷+锚索初期支护，然后采用砼输送泵整体浇筑。二、地质及水文根据李村矿副井
5、井筒检查钻孔及地质报告结合现场掘进揭露岩层分析：548.98m556.60m 为细粒砂岩，层厚7.62m，灰色，石英为主，长石次之，分选性较好，磨圆度差，裂隙发育。556.60m577.0m为砂质泥岩，层厚 20.4m，灰黑色，砂泥质结构，块状，断口不平。根据副井井筒检查孔揭露岩层情况，副井马头门主要穿过砂质泥岩，岩石硬度系数为 f 4-6。 里程 577.0m为 3煤层顶板，煤层厚度为 1.95m。施工过程中掘进至 3煤层顶板上方 10m位置停止掘进，开始探煤施工 ( 探揭煤措施另编 ) 。根据测井资料，结合钻孔揭露岩层情况和岩性及裂隙情况, 马头门涌水量小于5m3/h 。三、施工工艺施工准
6、备1、由工程科专业测量人员从封口盘南北方向下放两条马头门方位边线，在井壁上固定中线点，并认真检查中线，确保误差不超过3mm ，井口下放长钢尺 , 并在浇筑好的井壁上设置标高点, 严格控制马头门标高。2、所需施工材料及器械必须备齐，碹骨加工必须在地面组装并按规定验收合格后，方可入井，模板租赁和木背板准备到位。3、初期支护用的锚杆、网片、锚索等材料进场并检验合格。4、钢筋进场并验收合格，根据消耗计划在地面进行预加工。5、将副井马头门施工作业规程传达至施工相关的所有人员。施工方案根据副井井筒设计技术特征、工程地质情况, 副井马头门设计里程为-567.1m-559.6m，预计井筒浇筑里程为557.1m
7、，马头门施工采用由上至下分段掘进，然后由下至上一次浇筑。井筒采用吊模和块模，马头门采用18 号槽钢碹股和土建模板。主要施工方案如下：1、从-557.1m 里程点向下掘进，出矸至2.5m 高，进行锚网喷临时支护。在向下施工中，出矸够2.0m 高时就进行锚网喷临时支护。2、当井筒掘进、锚网喷支护至里程-558.8m 后进行马头门掘进施工，首先掘进马头门俩侧各8.0m， 按照渐变断面设计尺寸对-558.8m-567.1m段打拱部眼 , 炮眼深度为 2.0m，掘进段高控制在 3.0m 左右，始终让井筒超前 2.0m 左右，采用分次爆破的方法进行施工。先进行一侧马头门的爆破，登矸进行拱部的锚网喷 +锚索
8、联合支护，支护完毕后，爆破另一侧马头门，进行锚网喷 +锚索联合支护。拱部掘进及初期支护完毕后进行墙部掘进施工和初期支护。3、马头门俩侧各掘进8.0m 后，按照设计标高找平马头门底板, 根据标高铺好穿鞋木板, 利用马头门中线 , 由外向里 , 由墙部到拱部 , 稳立碹股及模板 , 稳立井筒大模至允许范围内，进行底板找平，准备扎钢筋稳模和井筒整体浇砼。利用基岩段施工设备进行浇筑, 马头门内浇筑依靠砼自身流动性和人工将混凝土翻至迎头工作面, 保证混凝土浇满 , 利用风动振动棒分层振捣。4、-567.1m-563.5m 井筒采用 3.6m 大模进行浇筑砼施工， 向上部分井筒采用块模浇注，俩侧马头门采用
9、槽钢碹股和土建模板进行浇筑砼施工. 5、马头门施工严格控制脱模时间以保障强度，砼浇注养护时间不得低于 3 天。养护结束后，拆除模板碹股模板, 拆除顺序由外向里 , 由拱部至墙部。6、拆除模板后进行其余渐变断面和水平延伸段的掘进施工，进行锚网喷+锚索初期支护，浇砼段掘进完毕后采用输送泵进行砼浇注施工。初步考虑采用俩组模板， 每组长度为 6.0m， 俩组交替使用以保证砼养护时间。7、井筒部分采用中心回转抓岩机装矸, 马头门处用 0.9m3耙矸机将矸石耙至井筒或吊桶内。8、副井基岩段施工至 -567m时打钻孔探 3#煤（施工作业规程另编）。施工工艺1、马头门掘进根据施工图纸要求及井筒实际施工状况，当
10、井筒与管子道开口连接处掘砌完毕后 , 再向下施工一模，然后进入马头门段的施工。井筒部分采用基岩段施工工艺，将井筒临时支护到马头门掘进顶板-558.8m。马头门渐变断面段采用分层施工方法；井筒掘进施工出矸至马头门掘进顶板向下2.0m 时，根据设计尺寸、马头门中心线及标高定出两侧马头门渐变断面拱部掘进施工轮廓线。 侧马头门北侧马头门渐变断面段， 起拱线每米下降 187mm ， 周边眼倾角为 10.6，炮眼深度为 2.2m，分层掘进段高 3.0m 左右，共分 3 层。分次爆破，爆破施工完毕后，对尺寸不符合要求的部位，采用风镐刷掘，然后进行初次支护。掘进分为 3 个段高 5 个循环，马头门掘进长度为8
11、m 。采用 YTP-26型风锤，配 222200mm 中空六角钢钻杆， 42mm “一”字型钻头，进行打眼。详见图 3-12。南侧马头门南侧马头门掘进施工工艺与北侧马头门相同。在8.0m施工段内断面有俩个宽度，其中和井筒相接4.0m 和北侧相同，其余起拱线每米下降170，周边眼倾角为 9.6 。从井筒中心向南9.1m 在东侧布置控制硐室，掘进深度为 3.8m,掘进宽度 4.0m；将南侧马头门8.0m 段掘进并初次支护完毕，然后开始掘进控制硐室，硐室开口时打眼深度1.2 m ，爆破后进行初次支护，然后继续掘进。详见图3-13 南侧马头门渐变断面炮眼爆破布置图。图 3-12 北侧马头门渐变断面炮眼
12、爆破布置图图 3-13 南侧马头门渐变断面炮眼爆破布置图2、马头门排矸井筒采用副井基岩段排矸使用的中心回转抓岩机将矸石抓至主副提吊桶内提升至井口经溜矸槽排至排矸池内。马头门开口处矸石采用人工将矸石翻至井筒内，中心回转抓岩机将矸石装入吊桶内排出井外，随着马头门深度增加，为了提高施工进度，在井筒内布置耙矸机将马头门内的矸石耙至井筒，然后利用中心回转抓岩机将矸石抓入吊桶排出井外。3、马头门锚网喷 +锚索支护-556.90m-567.1m 井筒部分锚网喷支护 , 井筒每掘进 2m及时进行锚网喷支护。锚网支护锚杆采用 202400mm 螺纹钢锚杆，间排距700700 mm矩形布置。托盘规格为120120
13、12 为金属托盘。采用YTP-26 型风动凿岩机配 32mm “”字型钻头进行钻孔，钻孔深度为2450mm ，钻孔角度必须垂直岩面。采用两只 Z2650中速药卷锚固，采用风动专用搅拌器安装锚杆，搅拌时间不低于1Min，锚杆托板必须紧贴岩面。锚固力不小于80KN 。金属网片选用 6 盘圆焊接金属网，网幅为1.0mx2.0m, 网格为 100mm x100 mm,压茬为 200 mm,采用 12#铁丝 200mm 间距绑扎连接牢固。锚索支护马头门锚网喷 +锚索联合支护 , 马头门每掘进2 米及时进行锚网喷支护一次, 锚杆选用 202400mm 树脂锚杆 , 间排距 700700 mm 矩形布置。托
14、盘规格为 12012012 金属托盘。锚网喷支护方式与井筒相同。锚索为加强马头门顶板支护， 选用17.8mm的 7 股高强度预应力钢绞线， 长度为8.3m，采用一个 K2335和两个 Z2360树脂药卷，锚深为8000mm ，配套 30030014mm钢托板，配套锁具紧固锚索，锚固力不低于150KN 。锚索布置方式马头门1-1、2-2 渐变断面段布置间排距为14001400mm ，每排 5根，矩形布置；控制硐室每排布置2 根，间排距为14002000mm 。采用MQT-120/2.7-C 型号锚索锚杆机， B-91.0 型可连接钢钻杆和 32mmY 字型钻头进行锚索孔施工， 锚索孔深度为 80
15、50mm 。锚索搅拌采用锚索机带动钢绞线进行搅拌， 搅拌时间不低于 2Min，采用风动锚索锁紧器进行锁具紧固。喷射砼支护-556.90m-567.1m 井筒部分及马头门施工段喷射砼强为C20 ，喷射厚度为 100mm 。 水泥采用 P042.5 普硅水泥，采用河北黄砂做细骨料， 1015mm碎石做粗骨料，配合比水泥：黄砂：碎石=1：1.99 ：1.99. 利用地面在副井基岩段施工的砼搅拌站，配PLD-1600型电子自动计量上料系统和JS1600 型强制式搅拌机进行拌料，喷射砼料装入2m3底卸式吊桶运至井筒工作面, 喷浆选用一台Z型喷浆机，将其置于井下工作面，然后在喷浆机旁设一灰盘盛喷浆料，由施
16、工人员进行人工上料喷浆。工作面灰盘需采用搭设临时防水雨棚、采用防水布盖住灰盘、喷浆机等措施防止淋水进入影响喷射砼料质量。4、马头门钢筋绑扎井筒及马头门钢筋绑扎间排距为200mmx 200 mm, 钢筋搭接长度竖筋为30D ，环筋为 45D。连接筋选用 6 盘圆加工，间排距为600x600mm ，梅花状布置，钢筋保护层为50mm 。环筋绑扎井筒掘进施工至 -566.8m 时，在井筒内每2m水平位置打设锚杆作为钢筋固定点，先按设计尺寸绑扎一道井筒外圈环筋，按照每200mm 绑扎固定井筒竖筋，钢筋为 20mm 螺纹钢。站筋按照设计间距采用20#扎丝与环筋固定，下部采用矸石固定，并保证铅垂，然后按照设计逐圈绑扎环筋，并严格控制圈距，严格保证钢筋保护层厚度不小于设计。钢筋绑扎采用20#扎丝双道绑扎井筒竖筋每根长度为3.6m，下口预埋 200mm 。井筒环筋按照 200mm 排距进行绑扎，每根长度为4.5m，选用 22 螺纹钢，内圈环筋半径为 4160mm ，井筒每圈环筋 4
