软岩巷道交岔点支护设计的改进

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1、软岩巷道交岔点支护设计的改进王吉凯任立军铁法煤业(集团)有限责任公司小康煤矿摘要：总结小康煤矿软岩巷道交岔点设计与施工实践，针对软硬巷道单开道岔交岔点和垂直交岔点存在的问题，进行改进。经现场应用实践表明，设计改进后的交岔点，能够满足安全生产需要。关键词：软岩巷道交岔点设计改进1问题的提出小康煤矿煤岩层属于深井、高应力、强膨胀软岩。巷道交岔点结构复杂，围岩应力集中程度高，施工难度大。为保障正常生产，通过不断的设计与施工改进，取得了一些实际效果。但是，其中仍有一些问题，比如交岔点设计形式不统一、施工安全

2、性差、进度慢等，给支护材料加工、现场施工等带来诸多W难，需要进一步研宄解决。为此，通过调查研宄和总结以往经验，对软岩巷道交岔点进行改进。2单开道岔交岔点(1)主巷与岔巷夹角的改进。以往的单开道岔交岔点，主巷与岔巷夹角有29°、30°、45°、60Q等几种形式。对于主巷与岔巷29°、30°夹角交岔点，统一为30°夹角交岔点。这样，更便于设计、材料加工和现场施工，而且对行人、运输、拉放车等无任何影响。对于主巷与岔巷60°夹角交岔点，以S2S8综放面3号交岔点为例，如图1所示。图1S2S8综放面3号交岔点

3、位置示意图1该交岔点由于主巷与岔巷夹角过大，造成过渡支架无法支护的三角区域，详见图2。图2主巷与岔巷60°夹角交岔点其最大空顶距达2.7m,空顶面积9.72m2,由于空顶面积大，交岔点顶板易产生集中应力而破碎冒落，对顶板支护造成困难，需要经常翻修。并且主巷与岔巷夹角过大，也给运输拉放车带来困难，不利于安全生产。曾经采取过抬棚、插梁的支护形式，但由于巷道变断面跨度大，此种支护形式抵抗软岩顶板压力的能力不足，并且造成交岔点工程量增加，造成人力、物力、财力的浪费。为此，对其进行设计改进，将60°夹角交岔点

4、变为45°夹角弯道交岔点，主巷与岔巷之间增加曲线过渡段，见图2。图345°夹角弯道交岔点由图2看出，通过增加曲线过渡弯道，既减小了主巷与岔巷之间的夹角，有利于安全运输，同时，也减小了过渡支架无法支护的三角区域面积，此空顶处采取打锚杆、喷浆即可得到很好的支护效果，能够保障顶板安全。(1)交岔点断证形状的改进。小康煤矿单开道岔交岔点断血形式曾经采用过直墙圆弧拱、三心拱，但支护效果都不理想，围岩变形严重，难以满足生产和安全需要。结合具体工程地质条件，将交岔点断面采用直墙2半圆拱，经过近几年的应用情况表明：

5、直墙半圆拱交岔点支护形式,巷道受力均匀，利于卸压，承载能力强。(1)棚距的改进。以往的变断面过渡支架直墙侧棚距取过500mm、600mm、700mm、800mm等，给设计、材料加丁.和施丁.都带来了不便。为此，经实践总结，将直墙侧棚距统一为600mm，对比500mm、700mm、800mm其他棚距，取得了最佳的支护与经济效果。(2)斜墙侧斜率的改进。以往交岔点斜墙侧的斜率用过i=0.3、0.4、0.5等斜率，通过火量的实践经验，总结出平巷交岔点斜率取i=0.4,斜巷交岔点斜率取i=0.3。由于主巷与

6、岔巷均为4.6mm、4.4mm圆棚大断妞巷道，交岔点斜率取i=0.3、0.4,能够满足行人、运输及各种安全间距的要求。斜墙侧斜率的统一，对交岔点设计、施工的规范化至关重要。通过对单开道岔交岔点的设计改进，总结其中的实践经验，经现场应用实践表明：改进后的交岔点对设计、支护、材料加工和现场施工极为有利，减少交岔点对顶板围岩的破坏、增加了巷道围岩的稳定性，能够降低巷道翻修次数，加快施工进度，满足安全生产的需要。3垂直交岔点垂直交岔点在井不巷道布置中经常出现，以W1S1综放面为例，见图3。其中W1S1综放面

7、运输巷与材料平巷的交接处，即为垂直交岔点。垂直交岔点是软岩巷道支护的关键点，其支护方式经历了从金属抬棚、拱形棚临时支护、插梁到U型钢抬棚、梯形棚临时支护过渡、插梁的优化改进历程。(1)传统支护方式。按传统的支护方式，该交岔点为先架临时拱棚通过该地段后，然后在临时拱棚外二次幵帮挑顶架设插梁，作业人员在拱棚支护以外作业，作业空间狭小、安全风险大、组装抬棚困难、物料递送不便、顶板揭露面积大、维护困难、正规循环作业难度大。见图4。图4传统支护方式此种支护方式的优点为：初期施工进度快。但此种支护存在很多不足：

8、由于架设抬棚需开帮挑顶，造成围岩破碎，支护强度下降，局部产生剪切变形。总之，由于软岩巷道煤岩层的碎胀，该支护方式围岩来压速度快、变形范围大，支护效果差，安全系数低。(2)改进后的支护方式。结合以往实践经验和现场实际，传统支护方式不适用于小康煤矿软岩地质条件。经设计改进的U型钢抬棚、梯形棚临时支护过渡、插梁交岔点支护方式，用两根36U型钢并排置于材料平巷的拱棚上面作为双梁抬棚，并用特制卡揽使之与拱棚固定，再架设梯形临时棚作为过渡支护，然后把运输巷的插梁插接于36U型钢双