直线双心交岔点在千米深井中应用

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1、直线双心交岔点在千米深井中应用　　摘要直线双心交岔点与直墙半圆拱交岔点相比具有巷掘工程量明显降低，交岔点内最大断面的无效断面不足10%、通风顺畅，同时也降低了巷掘成本，施工速度明显提高，尤其对于正处在基建时期的矿井而言，能为尽快投产做出不可估量的贡献。关键词双心交岔点；巷道掘进技术；锚网喷索支护中图分类号TD35文献标识码A文章编号1674-6708（2013）101-0186-021问题的提出朱集西煤矿设计年产原煤400万吨，设计服务年限72.6年，同步配套建设一座400万吨/年的选煤厂；预计2014年7月1日矿井试投产，2018年达到设计年产原煤400万吨，2021年能将年产原

2、煤提高至700万吨。矿井一水平开拓巷道埋藏深度达到-962m，巷道掘进过程中采用锚网喷索联合支护。矿井目前正处于二期建设阶段，需要施工的交岔点较多，交岔点的跨度最大为12.5m，施工难度大，施工速度慢。因此为了减小巷道施工难度、减少无效交岔点断面、降低掘进工程量、加快矿井建设速度，需要对交岔点进行改进优化。2直墙半圆拱交岔点特征4朱集西矿井底车场位于-962m水平，部分交岔点采用直墙半圆拱断面，牛鼻子柱墩宽度一般为500mm，为降低交岔点的高度，往往采用降低墙高的方式。但是受到巷道使用功能等条件的限制，墙高的降低值往往都不大于500mm。本文以朱集西矿-962m水平井底车场五号交岔

3、点为例来说明直墙半圆拱交岔点特征（见图1、图2、图3）。-962m水平轨道石门（主巷）宽×高=6m×5.15m，副井进车线（支巷）宽×高=5.8m×4.9m。图1显示，本交岔点的最大断面宽度为11.7m；图2显示直墙半圆拱交岔点最大高度为7.5m、最大断面积73.062m2。3交岔点设计3.1设计思路从图2可以看出，-962m水平轨道石门（主巷）及副井进车线（支巷）在A-A处巷道高度为7.5m，通过降低墙高的方式来减小交岔点断面效果不明显。交岔点最大断面处的高度和无效断面（图3中阴影部分）扔然很大，无效断面积为25.08m2，约占交岔点最大断面积的29%。由于朱集西矿井下巷道断面大

4、，多数巷道断面积都在14m2以上，甚至有的达到27m2左右，巷道掘进工程量相当大，为了降低交岔点的高度，提高断面利用率，减少巷道掘进工程量，采用直线双心断面。尽管朱集西矿巷道断面大、埋藏深，若是采用加密支护及注浆二次加固，交岔点利用直线双心断面过度是解决上述问题的行之有效途径。43.2直线双心交岔点设计将交岔点拱高取消，采用直线进行过渡，仅保留交岔点的墙高及肩窝处的圆弧拱，这样，交岔点断面就形成了直线双心交岔点（见图5）。直线双心交岔点最大高度为主巷的高度5.15m，墙高一侧与主巷的墙高一致2.15m，墙高令一侧与支巷的墙高一致2m，直至扩刷到交岔点最大断面处（见图4），顶板采用直

5、线形式进行过渡。直线双心交岔点最大断面处的高度为5.15m，最大断面积为55.101m2，交岔点无效断面积为5.756m2，占最大断面积的9%（图5中阴影部分），比优化前减少了19.324m2。此时交岔点的体积：4直线双心交岔点的支护直线双心交岔点由于顶板采用直线形式进行过渡，对顶板的承载能力有一定的影响，所以需要对交岔点进行加强支护，以提高其稳定性。交岔点范围内一次支护采用锚网索喷支护，牛鼻子处采用竖向钢带配合对穿锚杆，另外在山墙处，增加不少于3根的补强锚索，二次支护采用锚杆注浆补强支护。5结论4直线双心交岔点与直墙半圆拱交岔点相比具有巷掘工程量明显降低，交岔点内最大断面的无效断

6、面不足10%、通风顺畅，同时也降低了巷掘成本，施工速度明显提高，尤其对于正处在基建时期的朱集西煤矿而言，能为尽快投产做出不可估量的贡献。直线双心交岔点最大断面处高度降低了2.325m，断面积减少了25%，无效断面从29%降低至9%；交岔点施工体积下降了15%。交岔点巷道掘进成本按15000元/m进行计算，可降低巷道掘进成本7.5万元，随着朱集西煤矿采准巷道的不断完善，以后每年需要施工交岔点20个左右，每年可以节约巷道掘进成本150万元左右。直线双心交岔点在朱集西煤矿已经得到广泛的使用，截止2013年8月已经施工45个交岔点，经过前期加强支护配合后期锚杆注浆补强支护，长期监测结果显示

7、各交岔点围岩变形量均控制在50mm以内，取得了良好的效果，为其他矿井的建设起到了借鉴作用。参考文献[1]苏生，王海龙，等.锚喷巷道交岔点设计优化[J].山东煤炭科技，2010（3）.4