技术创新

新疆国能集团和丰煤电公司沙吉海煤矿为自治区“十一五”规划新建矿井，地处克拉玛依、塔城、阿勒泰三地市交界处，矿井总体规划产能1040 万t /a，目前正在建设的1#矿井设计生产能力为500 万t /a，采用两斜井一立井综合开拓方式。沙吉海煤矿主井倾角为16°，设计长度为1200m，断面为直墙半圆拱形，掘宽6. 0m，掘高4. 8m，掘进面积为27. 53m2 ; 副井倾角18°，设计长度900m，断面为直墙半圆拱形， 掘宽6. 2m， 掘高4. 9m， 掘进面积为28. 2m2 ，主、副斜井井筒主要穿过第三系、侏罗纪头屯河组，下部位于侏罗纪西山窑组。该区内中生界侏罗系地层成岩较差，围岩大多为砂岩、泥岩、极其罕见的含水松散砾石层、砾石与中砂岩互层，遇水膨胀，沙化、泥化严重，掘进过程中发生片帮、冒顶等非线性大变形破坏现象，井下现场围岩如图1 所示：

由于主副斜井在施工过程中受顶板淋水、围岩松软、钻孔困难等诸多不利因素的影响，锚网索支护方式不能及时、有效的锚固井筒围岩，存在较大的不安全因素，因此，确定采用“25U 型棚+ 钢筋混凝土”的复合支护方式，支护参数为25U 型棚排距700mm，每架U 型钢支架分为3 段，搭茬500mm，搭接处用四付卡栏扣紧。金属棚间采用刚性连接，每架7 道，由8# 槽钢和U 型卡组成，背板采用规格为800mm × 50mm × 100mm，拱部间距为300mm，墙部间距为500mm。木楔子辅助，背紧背实，混凝土强度为C30，每次浇筑7. 3m。采用普通混凝土浇筑工艺不仅施工速度慢、成巷效果差、浪费模板，而且浇筑施工过程中安全可靠性低，严重影响矿井建设的速度和效益。因此，为了解决本区内软岩井筒安全、快速浇筑的施工难题，基于现有的浇筑设备和工艺，进行了液压滑模台车及其配套施工工艺的设计、研究，并成功应用于沙吉海煤矿主副井的建设，取得了良好的效果。

滑模台车总长7. 5m，总重量为28t，由模板、骨架、伸缩系统、行走系统、牵引系统共五大系统组成，一次成巷长度为7. 3m( 除去前后接茬0. 2m) ［1］。台车上下升降由井筒绞车牵引，2 个15t 手拉葫芦配合上下微调、校准，行走依靠临时铺设的钢轨、台车行走滑轮; 模板校准使用井筒激光、台车模板伸缩千斤顶共同配完成; 混凝土灌注使用电动输送泵，振捣使用风动振动棒。滑模台车的主要尺寸见表1

对于含水松散膨胀性复合型软岩斜井，采用普通施工工艺速度慢、顶板安全隐患大，制约了新疆地区煤炭资源的开发和利用。基于现有的井筒浇筑设备、工艺，结合工程实际情况，自行设计、制作了新型液压滑模台车，其具有安全性高、适用范围广、适应性强等优点。采用该滑模台车及其配套工艺实现了大断面软岩斜井快速、安全施工，取得了良好的技术效益和经济效益，为新疆地区类似条件的斜井混凝土支护、施工提供了良好的借鉴和参考。