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高家堡煤矿副立井转入平巷特殊时期施工实践

一、工程概况

（一）项目背景

高家堡煤矿作为区域重要能源开发项目，副立井承担着人员输送、材料运输及通风排水等核心功能。当副立井施工至设计井底标高后，需转入平巷施工阶段，该转换期涉及竖向作业向横向作业的工序衔接、设备适配及围岩稳定性控制等关键问题，属于煤矿建设的“特殊攻坚期”。本次施工实践旨在解决转换过程中的技术瓶颈，保障后续开采系统顺畅构建。

（二）核心设计参数

工程部位

关键参数

副立井

净直径7.0m，井深210m，井口标高+132m，井底标高-78m，采用圆形断面，永久支护为C35防水混凝土，厚度500mm，抗渗等级P10

连接段（马头门）

采用渐变断面设计，净宽由7.0m过渡至4.5m，拱高1.6m，墙高2.0m，长度12m，支护形式为“锚喷+钢拱架+锚索”复合支护

平巷（初期段）

设计总长度800m，三心拱断面，净宽4.5m，墙高2.0m，拱高1.6m，穿越岩层以中风化砂岩为主，局部含泥岩夹层

（三）地质与水文条件

根据地质勘察报告，副立井井底及平巷初期段地质条件复杂：井底区域（井深200-210m）存在倾角32°的裂隙密集带，岩石单轴抗压强度28-42MPa，普氏系数f=4-6；地下水以基岩裂隙水为主，最大涌水量10m3/h，对混凝土结构具弱腐蚀性。平巷施工区域局部泥岩夹层稳定性差，易发生片帮冒顶，为施工带来显著挑战。

二、施工总体部署

（一）施工原则与顺序

遵循“先稳井帮、再建连接、后拓平巷”的核心原则，实施“三阶段递进式”施工：第一阶段（准备期，5天）完成副立井井底清渣、临时支护加固及设备转场；第二阶段（连接期，12天）进行马头门开挖与永久支护；第三阶段（平巷起步期，30天）实现平巷双向掘进，完成初期100m施工任务。

（二）施工平面布置

结合特殊时期作业需求，优化井口及井底平面布局：

地面功能区：增设平巷施工设备专属区（30m×20m），布置液压凿岩台车检修棚、钢拱架加工场及混凝土喷射料仓，与原竖井施工设备区实现分区作业、互不干扰；

井底作业区：在井底设置临时中转平台（8m×6m），配备HK-4型中心回转抓岩机清渣，周边布设临时排水集水坑（2m×2m×1.5m）及风筒接口基座；

运输系统衔接：井底至地面升级“3m3座钩式吊桶+自动翻矸装置”提升系统，平巷内铺设24kg/m钢轨，采用10t蓄电池电机车牵引3m3矿车运输，在马头门处设置轨道转盘实现转向衔接。

（三）设备配置与适配

针对竖向转横向施工的设备需求差异，实施“设备改造+新增适配”方案：

施工环节

核心设备配置

适配改造措施

竖井收尾

2JK-3.5/20型卷扬机、80DGL-7型吊泵（2台）、TK-961型湿喷机

吊泵出口增设分流管，兼顾井底与马头门排水；湿喷机延长输送管路至连接段

马头门开挖

环形钻架配YT-28凿岩机（8台）、液压破碎锤

环形钻架加装伸缩臂，适配渐变断面开挖需求

平巷掘进

液压凿岩台车（2台）、耙斗装岩机（2台）、ZSP-5型混凝土喷射机（2台）

凿岩台车调整钻臂角度，适配三心拱断面炮孔布置；喷射机增设钢纤维添加装置

通风排水

2×132kW轴流风机（2台）、BQF-16型风动潜水泵（4台）

风筒采用Φ800mm阻燃柔性风筒，在马头门处设置风筒转向器；潜水泵加装自动启停装置

三、核心施工工艺与技术措施

（一）副立井井底加固工艺

为保障转换期井帮稳定，采用“超前注浆+锚喷网”预加固技术：

超前注浆：在井底上方5m范围，沿井壁环向布置Φ108mm无缝钢管管棚，长6m，环向间距300mm，外插角15°，注入水泥-水玻璃双液浆，注浆压力1.8-2.2MPa，凝固时间控制在30-60s，封堵裂隙密集带渗水通道；

锚喷网支护：铺设Φ8mm@150×150mm钢筋网，采用Φ22mm树脂锚杆，长2.5m，间排距800×800mm，喷射C25混凝土厚度150mm，分两次喷射，初喷封闭围岩，复喷达到设计厚度，混凝土中掺入3%速凝剂与0.6%钢纤维。

（二）马头门关键施工技术

马头门作为竖转平的核心连接结构，实施“分步开挖+及时支护”工艺：

开挖作业：采用“先拱后墙、分层开挖”法，上层拱部开挖高度1.8m，采用光面爆破技术，周边眼间距450mm，抵抗线500mm，选用Φ25mm小直径药卷，不耦合系数1.7，爆破后轮廓平整度控制在90%以上，超挖量≤150mm；下层墙部开挖分两次进行，每次开挖高度1.0m，避免一次开挖导致围岩应力集中；

支护施工：每开挖1.0m立即进行临时支护