摘要：通过对防水闸门硐室施工断面大，开凿岩石立方量多及破碎岩层的分析，提出了采用科学、合理的施工技术方案，成功地解决了破碎岩层中防水闸门峒室施工难度大的问题。
关键词：破碎岩层 大断面 防水闸门 技术研究
一、矿井概况
山西焦煤霍州煤电集团公司白龙煤矿位于霍西煤田中部，采用平硐、斜井多水平综合开拓方式，主要生产水平为370m。 370水平位于白龙井田的东北部，地面位于白龙村以北后湾村.牛腰村以西，距柏木沟工区约2.5Km，东西宽约1.3Km，南北长约2.6Km，水平面积约3.26Km2。 370水平东临F33断层，南接四采区，西靠十采区，北止汾河最高洪水位线。开采煤层底板标高+210～+470m，盖山厚度240～350m，现开采370水平1#、2#煤层。由于1#、2#煤层受K2、K3、K4石灰岩和奥陶系石灰岩承压水威胁，其静水位标高＋520m。预计370水平正常涌水量为320m3/h，最大涌水量为580m3/h，为防止煤层底板突水，实现370水平与455水平安全隔离，决定在标高为373m水平的车场，建造高压防水闸门硐室。
二、工程概况
为了能满足370水平风量需求，根据太原煤炭设计研究院提供的设计资料，白龙煤矿370水平防水闸门硐室设计为双门硐室，断面为直墙半圆拱断面。采用锚网喷钢梁砼联合支护。选用双扇加肋扁壳防水闸门。硐室需要最大承压3.2MPa。硐室长度10.0m，净宽7.60m，净断面37.11m2，最大掘进高度6.313m，掘进断面54.66m2。掘进总体积498m3，浇注混凝土320m3，用工字钢8.927t。
三、硐室位置的确定
防水闸门硐室应设置在岩性均一、质密、构造简单、稳定的岩层中，同时，还要考虑便于水闸门封闭和管理。根据白龙煤矿实际情况，经研究论证，确定硐室设在370下部车场，距370m水平水仓入口15m。硐室顶部有3m高，2m长的的冒落段，砂岩裂隙发育、质软易碎，围岩极不稳定，给施工造成了很大的难度。
四、硐室扩刷施工
1、峒室施工技术方案
由于该硐室施工采用在原巷道上按照设计断面进行扩刷，硐室跨度大、高度较高，而且还处在冒落段安全性差，采用全断面一次性扩刷，既不利于施工的安全，又不利于硐室的支护，因此，选用科学、合理的施工技术方案成为该硐室在施工前的一个重要课题。经过研究论证，决定采用上、下台阶（以操作平台为界），分两个区段扩刷的方式施工，每个区段的长度依次为3.5m、6.5m。先刷顶部，再刷两帮，最后由前向后按设计尺寸落底。这样即保证了施工的安全，又有利于支护技术的实施和施工人员的操作。首先，采用光爆法施工第一个区段3.5m的上台阶。在原巷道正顶开槽口，以槽口为中心向两侧逐次由上而下扩刷施工，施工1m，支护1m，严禁空顶作业。开槽口时，采用浅眼爆破法对原巷道的喷层进行刷扩，以保证减小对围岩的震动。其次再施工下台阶，下台阶的施工相对容易，关键要掌握好中-腰线以及两侧的轮廓线。要做到不超挖、不欠挖，保证硐室四周帮壁的平直。施工时炮眼布置要按设计轮廓线布置，炮眼底距设计轮廓线300mm，浅打眼、放小炮，欠挖处用风镐剔够设计尺寸。经过上台阶的施工，硐室第一区段的拱部、帮部已全部施工完。施工完的区段保证达到设计要求，支护齐全后。开始进行喷射混凝土封闭围岩。最后起底，起底施工主要采用风镐剔够设计尺寸，用锚杆按间排距800mm对底板锚固，并及时用混凝土铺底。第一区段的一次支护（临时支护）全部结束后，开始立模、浇注混凝土（永久支护），待浇注好的混凝土凝固3—4天后，按第一区段的施工方式进行第二区段的施工。
在施工第二区段的硐室主体段时，由于顶部受k8砂岩水浸泡，裂隙发育，结构松散在施工中发生冒落，冒落平均高度1.2m，长度6m；为了保证工程质量，针对冒落段采用板梁配合钢管进行构顶实施维护。然后用混凝土进行充填，达到了设计要求。
2、硐室支护参数
（1）一次支护（临时支护）
一次支护采用锚网喷支护，锚杆规格为Ф20mm×2500mm螺纹钢锚杆，锚杆间排距为800 mm×800mm，锚杆垫片用10mm厚的配套垫片，速凝树脂锚固剂固定。挂1500mm×850mm钢筋网，金属网材料用Ф6.5冷拔钢筋制作，网格：100mm×100mm，金属网搭接长度100mm，每隔一网格用双股14#铁丝绑扎牢固，拧紧锚杆托盘，使之紧贴岩面，锚杆初锚力≥182N·M。为防止围岩风化和加固围岩，硐室施工采用一掘一喷作业方式，初喷混凝土厚20～30mm，复喷混凝土厚150mm。
（2）永久支护
永久支护采用钢梁砼支护，壁厚500mm，混凝土标号为C30，钢梁采用20a"工"字钢，钢梁搭接处用电焊焊死。
五、门框、管路的固定及工字钢焊接
在硐室主体段浇注混凝土前，先把解体下井的门框组装好，用导链吊起，找正、垫平，朝顺水方向后倾1°就位，再将门框用锚杆与围岩联成一体，和工字钢固定。然后，安装排水管和其他预埋管，各预埋管均每隔1m焊上防滑角钢，使各种管路和门框及四角的工字钢联成一体。由于焊接工字钢工作量大，井下受空间限制不易操作，故把所有钢梁（配筋）解体，先在地面焊切，编号下井，对号入座联成一体。
六、峒室浇注混凝土
为了使混凝土配比合理，按C30混凝土配制了不同配比的5组试块，经试压后，选取最佳配比。为了增加混凝土的强度、密实，使用机械振动棒捣固。各段由下向上依次连续浇注。随浇注混凝土，随预埋注浆管和测压管。当门框、排水管及底部工字钢联好后，用清水冲刷围岩表面，清除浮碴，排净底板积水，自下而上浇注混凝土，并使用机械振动棒捣固。硐室底部浇注完混凝土后，立模、接工字钢。模板用厚100mm木板和钢模分块制成，对号组装，按中、腰线对正、找平，辅立柱和撑木固定牢。为了保证连续浇注混凝土，采用机械搅拌、送料。为防止分段后混凝土向下流动，用临时模板阻隔，直到拱顶，避免出现水平接茬面。当立模、接钢梁和安装管路不能连续浇注时，在接茬面上按间、排距800mm插上φ16mm、长1m的螺纹钢，并把混凝土面凿出新茬，用高压水冲洗干净，再浇注混凝土并指派专人振捣。浇注好的混凝土待拆模后，每天洒水6次，养护28d。其结果均能满足设计要求。
白龙煤矿370水平双门高压防水闸门硐室施工断面大，开凿岩石立方量多，施工难度大，给硐室施工带来了一定的困难。但是在施工过程中采取了科学合理的施工技术方案，取得了很好的效果。现这项技术在集团公司内多个矿区防治水方面得到推广应用，避免了许多水害对矿井安全生产的威胁，创造了良好的经济和社会效益。并取得成功，这对防止矿井突水造成淹井事故，保障矿井安全生产而不受水患威胁发挥了重要作用，同时也标志着我矿在煤矿井下防治水技术方面有了新的突破。
