马头门

井底车场巷道与立井井筒连接的过渡段

马头门是井底车场巷道与立井井筒连接的过渡段，是矿井的咽喉部位，服务年限长。在立井井筒与平巷（石门）的连接处，空间较大，顶斜，剖面形似马头的巷道。它是立井与井底车场的联系巷道，马头门设有稳罐、推车和阻车设备以及信号房等。马头门应采用防火材料支护，如混凝土或钢筋混凝土。

简介

马头门是指竖井井筒与井底车场的联接处，形状似马头，是矿岩、设备、材料和人员的转运点。根据车场的通过能力，马头门分单面和双面两种形式，井均为斜顶式。马头门设有稳罐、推车和阻车设备以及信号房等。马头门高度一般为4.5-5m由下放材料的长度决定，宽度由运输线路数、运输设备最大宽度和人行道的宽度确定，斜顶段长度一般不小于5m。马头门应采用防火材料支护，如混凝土或钢筋混凝土。

底鼓的防治

针对马头门底鼓破坏形式，主要提出以下防治措施。

1.预防措施

(1) 大型巷道施工抗流变桩法。在大断面巷道开挖施工过程中，可采用抗流变桩法控制底板岩层的破坏。抗流变桩可采用废旧钢轨，并根据实际情况采用单排或多排布置; 采用探水钻机打眼，插入废旧钢轨后采用混凝土或砂浆灌注效果较好。

(2) 底板防治水。为防止底板岩层遇水后强度弱化，在巷道施工过程中应及时铺底对底板进行封闭。铺底混凝土中加适量防水剂，减少水对底板浸泡，防止底板岩层遇水弱化，造成底板破坏。

2.治理措施

根据巷道变形破坏机理及破坏情况，提出了施工反底拱，底板打锚杆、锚索以及注浆加固底板岩层的综合技术措施，对巷道破坏情况进行治理。

(1) 施工反底拱。巷道底板施工反底拱对于巷道底鼓的治理具有多方面作用。首先，可以使巷道支护整体上封闭，改变了底部无有效支护、变形在底部得不到抑制的状况。另外，不设底拱时砌碹与底板岩层通过帮脚接触，相互作用力为集中荷载的形式，应力集中程度高、极易发生破坏; 而底拱的存在使砌碹与底板岩层的相互作用力为面荷载的形式，应力水平相对较低、更为安全。第三，通过封闭底部防止了水向巷道内渗出，由于巷道表面的水头逐渐升高最终能与远处的水头齐平，所以围岩内的裂隙水也会停止向巷道方向渗流，从而阻止了围岩不断受水弱化的情况。

(2) 运用底角锚索、底板锚杆。巷道的开挖使底板岩层的厚度变小，造成底板岩层抗剪切和挠曲的能力越低，因此需对底板进行有效的加固。底角锚索可提供较大的支护反力，并能使浅部岩层与深部岩层结合为统一整体; 在浅部岩层发生挠曲隆起或剪断胀裂时，会受到深部稳定岩层的制约，进而有效地抑制浅部岩层的变形破坏。底板锚杆可使厚度较小的岩层形成组合梁结构，提高底板岩层的整体强度和抵抗变形的能力。

(3) 注浆加固底板岩层。巷道底板岩层注浆能够有效改善底板岩层的破碎状况，提高岩层的整体强度，并能阻止裂隙水的破坏作用，进而更好地抵抗岩层的变形破坏。

3.效果分析

根据现场施工过程中马头门巷道底板实际变形破坏状况，对底板采取施工反底拱，打底板锚杆、底角锚索并采用注浆加固底板岩层的措施，马头门底板变形得到了有效的控制。

观测发现，巷道底板及两帮变形速度有了显著降低，其中底鼓速度3～5mm/d，两帮移近速度2～3mm/d。表明马头门巷道变形得到有效控制，巷道围岩逐渐进入相对稳定的状态。

总结

(1) 与一般巷道相比，大断面巷道的开挖引起的围岩变形相对严重，扰动范围广，且底板抗弯能力差，容易发生底鼓。

(2) 根据巷道断面尺寸及其围岩赋存情况的差异特征，分析认为麦垛山煤矿副立井马头门底鼓的主要原因为底板岩层遇水强度弱化，且受两帮挤压作用下发生弯曲，进而造成底鼓。

(3) 针对该条件下巷道底鼓严重的问题，综合采取施工反底拱，打底板锚杆、底角锚索以及底板岩层注浆加固的措施，有效治理了巷道底鼓的问题。

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