长距离不良地质段巷道支护台车技术的研究与应用

长距离不良地质段巷道支护台车技术的研究与应用

宋勃

中国华冶科工集团有限公司天津第三分公司天津301700

摘要：目前，国内外多数矿山面临露天回采转入地下回采，随着地下矿山和地下工程建设的深入，长距离不良地质段巷道普遍存在，在这些长距离巷道支护施工过程中通常采用传统的模板支护，存在很大的安全隐患，工程质量等问题。通过长距离不良地质段巷道支护台车技术，实现避免跑模、接茬偏差大等质量问题，提高安全保障系数的目的。

关键词：长距离；支护台车；不良地质段；技术

1.地质概况

太原钢铁（集团）有限公司矿业分公司峨口铁矿露天转地下开采项目三标段工程地质资料载明，1738m水平上盘约300m长的主运输巷穿过不良地质段，巷道净断面尺寸为11㎡，为确保施工安全和工程安全，支护形式采取混凝土砌碹支护。

2.长距离不良地质段巷道支护台车技术的研究与应用

2.1长距离不良地质段巷道支护台车技术的技术难题

破碎断层段巷道底板无支撑，混凝土砌碹支架容易下沉，导致出现每模间有错台或是模板接缝不呈现水平的现象；巷道周长不是整模板块数，利用普通模板施工需要进行接缝堵模，影响外观质量；混凝土砌碹浇筑时从一侧进行混凝土浇筑，造成顶部浇筑不密实；施工空间狭小，混凝土振捣受限，影响混凝土实体质量和外观质量。

2.1.1支护方法的选定

1738m水平上盘约300m长的主运输巷不良地质段支护施工，一般采用传统普通模板施工方法，以往经验表明，这种方法人工劳动强度大，施工时间长，人员支模过程中长时间暴露在不良地质段下，存在很大的安全隐患，工程质量也容易存在跑模、接茬偏差大等质量问题；处于对技术上合理，安全上可靠，经济上可行的考虑，此次支护采取混凝土砌碹使用台模车快速施工技术，避免跑模、接茬偏差大等质量问题，提高安全保障系数，确保安全有保障。

2.2技术原理

不良地质段主运输巷需要进行混凝土砌碹支护巷道，采用6m长支模台车，一次成型，达到快速施工、安全保证、质量优良的效果。首先测设中腰线，根据中腰线，铺设轨道，组装台模车，利用台模车的液压系统调整支模台车的角度及垂直度。固定台模车，同时连接输送泵，浇筑混凝土，自动振捣，完成一个循环混凝土砌碹支护，养护期达到后，进行下一个循环混凝土砌碹支护。

2.3技术方案

2.3.1台车安装

（1）轨道安装：根据巷道中腰线进行轨道铺设，轨道铺设高度以满足油缸（升降油缸、边模油缸和平移油缸）行程范围内支模的要求，铺设长度以8～10m为宜，增大台车的底部接触面积。备用枕木、钢轨在台车移动时向前铺设。

（2）台模车骨架组装：在铺设完成的轨道上安装支模台车骨架，包括行走系统、门架体、上部架体等。由于台车组装配件较重，在组装位置提前施工起吊环，根据组装方案施工两排6个起吊环，两排起吊环间距4m，在两侧小弧和正顶的起吊环上挂手拉葫芦进行组装。

（3）台车液压系统及模板安装：在安装完成的支模台车骨架上，安装边模总成、顶模总成及丝杆、液压操作台、油缸、连接液压管，调试液压系统是否运行正常。在台车外侧安装模板，将手拉葫芦安装在提前打注好的起吊环上，利用手拉葫芦将模板按照布置位置进行组装，将模板与骨架、模板之间采用螺栓连接，保证保证铰耳孔中心与座板及面板的相对尺寸，两弧板平整度不大于2mm，平行度不大于2mm。

（4）模板调整：将安装完成的支模台车在设计混凝土浇筑位置进行模板调整，根据巷道控制线、断面图纸进行调整，参照相关规程规范运输巷道浇筑混凝土的规格不允许小于设计图纸的具体要求进行实施。

（5）混凝土搅拌、输送、浇筑：连接支模台车进料口和输送泵管道，进料口与支模台车模板连接一体，浇筑孔有两个，孔直径Φ125mm。在面板上有8个工作窗，工作窗450mm*500mm，利用工作窗进行脱模剂的涂刷，而且在浇筑过程中可以观察混凝土的浇筑高度。

2.3.2质量控制

（1）质量控制标准

①《冶金矿山井巷工程施工质量验收规范》（YB4391-2013）

②《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204-2002）

③《冶金矿山井巷工程测量规范》（YB/T4385-2013）

（2）质量目标

工程实体质量内实外美，达到优良标准，实现一次验收合格率100%。

（3）质量控制措施

①测量技术人员在施工前对巷道控制线（中腰线）进行复核，保证控制线准确、可靠；

②在准备组装支模台车处标记吊挂眼的位置及角度，满足设备安装时的使用要求；

③现场使用的原材料必须有材质证明或是复检报告，各种成品、半成品必须有合格证，为证材料严禁进场。重点对组装台车的钢材、液压系统材料质量进行控制；

④组装前对每块模板进行规格、表面平整度检查，必须符合相关要求；

⑤支模台车的模板调整时，相连模板间的接缝≤1mm；

⑥配合比按照实验室下发的配合比通知单施工；

⑦搅拌时间符合相关要求，利用支模台车自带振捣装置进行混凝土的振动；

⑧混凝土的养护符合相关要求。

2.3.3安全技术措施

（1）建立健全安全管理机构、安全生产保证体系，执行安全生产责任制。

（2）不断完善施工现场的各项安全管理制度并认真贯彻执行。

（3）严格执行“三级”安全教育，建立相应的培训制度。

（4）对所用施工人员进行安全技术交底，使施工人员熟知本岗位的安全注意事项。

（5）特殊工种（电焊、起重工、电工等）必须持证上岗。

（6）建立施工人员信息登记制度，对进出场的施工人员进行体检并建档，对不符合要求的施工人员及时清退。

（7）进入施工现场的施工人员必须佩带齐全的劳动保护用品，并保证劳动保护用品的有效性。

（8）每班配置一氧化碳检测仪，并保证开启状态。

（9）定期检查液压控制系统，保证安全有效。

（10）施工现场用电保证接地良好，在开关和设备上粘贴安全警示标识。

3．主要技术创新点

（1）一次长段支模，连续作业，一次成型，观感质量较好；

（2）机械化程度高，采用液压伸缩装置准确定位，快速支模、脱模；

（3）有轨运行，移动快速方便，自带振动设备，降低劳动力；

（4）实现井下机械化配套作业，即搅拌站、混凝土运输车、混凝土输送泵联合配套作业，有效提高浇筑工作效率；

（5）成品实体混凝土接缝处较小。

4、取得的主要成果

长距离不良地质段巷道利用支模台车砌碹支护技术安全、高效的施工，保证了施工质量，加快了施工进度，缩短了工期。

5．与国内外同类技术比较

目前，国内外多数矿山面临露天回采转入地下回采，随着地下矿山和地下工程建设的深入，长距离不良地质段巷道普遍存在，在这些长距离巷道支护施工过程中通常采用传统的模板支护，人工劳动强度大，施工时间长，人员支模过程中长时间暴露在不良地质段，存在很大的安全隐患，工程质量也容易存在跑模、接茬偏差大等质量问题。通过长距离不良地质段巷道支护台车技术的成功应用，对峨口铁矿的经济效益发挥了重大作用，并为同类矿山采矿提供了成功的范例，具有很大的应用价值。

6．推广应用前景

峨口铁矿露天转地下开采项目是太钢和山西省重点建设项目，而1738m运输水平是此项目中的主运输巷道，随着业主对施工进度、质量和作业环境的不断提高，我单位对如何安全、快速施工不良地质段的混凝土砌碹支护的主要问题进行技术攻关。实践总结出一套具有显著经济效益和良好社会效益的长距离不良地质段巷道支护台车技术，具有推广价值。峨口露天转地下开采项目工程运输巷道就是一个成功的实例。

7．存在的问题及后续研究设想

（1）在施工过程中发现支模台车的液压行程需要增大，更方便模板脱模施工；

（2）立墙模板如果能增加调整上下行程的液压装置更能服务现场对于不同墙高的设计要求，而且便于支模台车行走。

参考文献：

王运敏主编的《现代采矿手册》冶金工业出版社

赵兴东主编的《井巷工程》冶金工业出版社