运输顺槽风桥设计与稳定性分析范文

摘要：介绍了运输顺槽交叉位置风桥设计，以及其施工措施及步骤，并对稳定性数值进行模拟分析。矿压实测结果表明：支护设计能较好满足风桥段巷道围岩稳定。

关键词：风桥；运输顺槽；锚网索；混凝土支护；数值模拟

引言

某矿一采区轨道巷、一采区回风巷掘进将通过1305运输顺槽上方，为保证回风及运输需要，在1305运输顺槽内，与一采区回风巷和一采区轨道巷的交叉处分别架设风桥，为保证安全施工，需研究相应的安全技术措施及模拟分析施工效果[1-4]。

1具体措施

1305运输顺槽掘进，在1305运输顺槽内一采区回风巷、一采区轨道巷立体交叉对应点处，改变掘进宽度，预留风桥风墙位置，两帮各拓宽500mm，长度分别为7.0m和7.5m（生产科给定的一采区回风巷、一采区轨道巷的中心线两侧共有长度）。风桥处拓宽巷道支护锚杆排距为1000mm，左右两帮分别打设Φ18.9mm×5.3m锚索，距底板1.6m，排距1m，每排每帮各1根。两道风墙均用水泥砂浆浇筑。先在两道风墙处打设预埋锚杆和锚索，外露达到550mm（增加浇筑墙强度），打设完毕后，竖好模板，进行浇筑，墙体厚度500mm，浇筑后左、右墙间距为5000mm，墙体高度达到3000mm，长度达到7000mm、7500mm。两道风墙凝固好后（凝固时间不少于72h），开始在风墙上铺设工字钢、竖模板浇筑混凝土。

2施工步骤

施工顺序：拓宽→支护→挖基础、砌墙→铺设风桥（工字钢、吊挂钢筋网）。

2.1拓宽1305运输顺槽掘进净宽为5m，为满足风桥施工，由生产技术科标定具体位置，掘进拓宽，每侧拓宽500mm，长度达到7000mm、7500mm。

2.2支护按正常掘进工序作业，拓宽1m，支护1m，锚杆、锚索预紧力达到要求，外露符合规定；预埋的锚杆、锚索外露能满足固定模板要求，间排距为1000mm×1000mm。

2.3挖基础、砌墙在指定位置平整场地，将底板浮煤清理干净，挖到实底，竖好模板，开始浇筑混凝土。砌墙做到：砂浆饱满、均匀、结合紧密。在浇筑同时，应将壁后空隙充填密实。

2.4铺设风桥混凝土墙凝固好后，按照风桥施工设计，开始在墙上铺设工字钢、吊挂钢筋网。选用11号和25号工字钢，长度均为5800mm。1）铺设工字钢：①一采区回风巷。以工字钢下平面为准，在一采区回风巷中心线上铺设一根11号工字钢，然后以195mm为间距在两侧依次对称铺设1根25号工字钢、8根11号工字钢和1根25号工字钢（外侧的25号工字钢距墙端头545mm），共铺设工字钢21根，包括11号工字钢17根，25号工字钢4根；②一采区轨道巷。以工字钢下平面为准，在一采区轨道巷中心线上铺设一根11号工字钢，然后以195mm为间距在两侧依次对称铺设1根25号工字钢、9根11号工字钢和1根25号工字钢（外侧的25号工字钢距墙端头510mm），共铺设工字钢23根，包括11号工字钢19根，25号工字钢4根。工字钢在墙上的搭接长度均为400mm。2）工字钢铺设完毕后，将规格为2700mm×1100mm的钢筋网用10号铅丝吊挂在工字钢下平面，铺网保证平整，紧贴工字钢。3）钢筋网铺设完成后，在其下方支好模板，上方用混凝土浇筑，使风桥凝成一个整体。风桥铺设工字钢示意图和风桥段巷道位置关系。

3数值模拟分析

从模拟结果分析可知，风桥段巷道围岩稳定、塑性区范围小，仅1305运输顺槽巷道顶板略有剪切破坏。4矿压观测对采取措施后的1305运输顺槽的两帮及顶底板收敛进行了表面位移观测，巷道围岩基本稳定，顶底板收敛55mm、两帮移近73mm。观测结果与实测值基本吻合，研究结果表明数值模拟能为巷道围岩稳定性评判提供很好的依据。

参考文献

[1]贾亮亮.顶板风桥设计及施工[J].煤炭工程，2016，48（12）：7-9.

[2]陈汉宇.大断面全煤盘区风桥设计与施工[J].煤炭工程，2010（9）：25-27.

[3]张海峰，李永春.井下钢筋混凝土风桥支护设计与应用[J].煤，2008（9）：43；45.

[4]陈登红.深部典型回采巷道围岩变形破坏特征及控制机理研究[D].淮南：安徽理工大学，2014.

作者：马建鱼 单位：山西晋能集团长治有限公司三元中能煤业