一、概述
山西潞安矿业集团李村煤矿位于山西省长子县大堡头镇南小河村和南李村之间，距长治约24km。该矿井设计生产能力为400万吨/年，采用主、副、风三个立井开拓。
1、副井井筒
位于工广东侧，根据现场实测副井井口标高为+640、00m,以640mm相对标高土0.000，净径10m。
2、马头门
设计里程631.4m ～640m段南北方向布置双侧马头门，西侧马头门由东向西坡度降低坡度为0.003°；副井630.5 m～645.5m为加强段井筒，东侧马头门由西向东坡度降低坡度为0.003°，掘进半径5750mm，净径5000mm，掘进断面103.82㎡。
⑴马头门
北侧马头门底板相对标高640m,顶板相对标高为634.5m，长度为30.2m, 其中包括开口渐变断面段9.250m及两水平延伸段2，250m和14，2m，北马头门变断面段净拱高为4850mm，渐变断面段墙高由2550mm渐变为1550mm，底板坡度为3‰；两水平延伸段净拱高分别为4250mm和4250mm，墙高分别为2280mm和1250mm。
⑵ 马头门
南侧马头门底板标高-566.8m，顶板标高为-559.6m，长度为50.604m，其中包括两渐变断面段3.400m和12.600m、两水平延伸段32.604m和2.000m。南侧马头门渐变断面段净拱高分别为3800mm和2900mm，墙高分别由2700mm渐变为2275mm和由3175mm渐变为1600mm，底板坡度为7‰；两水平延伸段净拱高分别为2900mm和1750mm，墙高分别为1600mm和1750mm，底板坡度为7‰。
⑶ 马头门支护
马头门整体采用联合支护，锚网喷+锚索支护为初期支护，钢筋砼为最终支护。在西侧马头门有一个等候硐室通道，在东侧马头门布置液压站
硐室、控制硐室、一个等候硐室通道，均采用素砼浇筑。井筒部分支护厚度为750mm,其中锚网喷厚度为100mm,现浇砼厚度为650mm；马头门支护厚度为600mm，其中锚网喷厚度均为100mm,现浇砼厚度为500mm。喷射砼强度等级为C20，浇注砼强度等级为C35，铺底砼强度等级为C15。
为了保证施工安全和井筒的整体性，我们计划马头门两侧各掘进7.5m和井筒一块浇砼。其余部分在拆模后一次掘进，进行锚网喷+锚索初期支护，然后采用砼输送泵整体浇筑。
二、地质及水文
根据李村矿副井井筒检查钻孔及地质报告结合现场掘进揭露岩层分析：
548.98m～556.60m为细粒砂岩，层厚7.62m，灰色，石英为主，长石次之，分选性较好，磨圆度差，裂隙发育。556.60m～577.0m为砂质泥岩，层厚20.4m，灰黑色，砂泥质结构，块状，断口不平。
根据副井井筒检查孔揭露岩层情况，副井马头门主要穿过砂质泥岩，岩石硬度系数为f＝4～6。里程577.0m为3＃煤层顶板，煤层厚度为1.95m。施工过程中掘进至3＃煤层顶板上方10m位置停止掘进，开始探煤施工 (探揭煤措施另编)。根据测井资料，结合钻孔揭露岩层情况和岩性及裂隙情况,马头门涌水量小于5m3/h。
三、确定施工工艺
㈠ 施工准备
1、由工程科专业测量人员从封口盘南北方向下放两条马头门方位边线，在井壁上固定中线点，并认真检查中线，确保误差不超过3mm，井口下放长钢尺,并在浇筑好的井壁上设置标高点,严格控制马头门标高。
2、所需施工材料及器械必须备齐，碹骨加工必须在地面组装并按规定验收合格后，方可入井，模板租赁和木背板准备到位。
3、初期支护用的锚杆、网片、锚索等材料进场并检验合格。 4、钢筋进场并验收合格，根据消耗计划在地面进行预加工。
5、将副井马头门施工作业规程传达至施工相关的所有人员。 ㈡ 施工方案
根据副井井筒设计技术特征、工程地质情况, 副井马头门设计里程为+631.4m～640.0m，预计井筒浇筑里程为625.m，马头门施工采用由上至下分段掘进，然后由下至上一次浇筑。井筒采用吊模和块模，马头门采用18号槽钢碹股和土建模板。主要施工方案如下：
1、井从631.4m里程点向下掘进，一次掘进3.7m，出矸至2.8m高，对两侧马头门上部拱进行掘进，从上至下一次掘高2.5m，掘进3m。继续进行施工渐变部，直至对渐变部施工深度完成。
2、渐变拱上部2.5m高施工完毕后开始向下施工，出矸至5.6m高再对两侧
马头门掘进。掘深11500mm。爆破完毕后进行锚网加锚索支护。
3、马头门俩侧各掘进11.50m后，按照设计标高找平马头门底板,根据标高铺好穿鞋木板,利用马头门中线,由外向里,由墙部到拱部,稳立碹股及模板,稳立井筒大模至允许范围内，进行底板找平，准备扎钢筋稳模和井筒整体浇砼。利用基岩段施工设备进行浇筑,马头门内浇筑依靠砼自身流动性和人工将混凝土翻至迎头工作面,保证混凝土浇满,利用风动振动棒分层振捣。
4、+630m～645.5m井筒采用3.6m大模进行浇筑砼施工，向上部分井筒采用块模浇注，俩侧马头门采用槽钢碹股和土建模板进行浇筑砼施工.
5、马头门施工严格控制脱模时间以保障强度，砼浇注养护时间不得低于3d。养护结束后，拆除模板碹股模板,拆除顺序由外向里,由拱部至墙部。
6、拆除模板后进行其余渐变断面和水平延伸段的掘进施工，进行锚网喷+锚索初期支护，浇砼段掘进完毕后采用输送泵进行砼浇注施工。初步考虑采用俩组模板，每组长度为6.0m，俩组交替使用以保证砼养护时间。
7、井筒部分采用H2-10中心回转抓岩机装矸,马头门处用0.9m3耙矸机将矸石耙至井筒或吊桶内。
㈢施工工艺
1、马头门掘进
根据施工图纸要求，结合上述马头门施工施工方案对两侧马头门进行掘进，严格控制设计尺寸，马头门中心线及标高，严格按照图纸施工，着重注意两侧马头门渐变断面拱部掘进施工轮廓线。具体工艺如下：
⑴ 北侧马头门
北侧马头门渐变断面段，起拱线每米下降100mm，周边眼倾角为10.6°，炮眼深度为2.2m，分层掘进段高2.5m左右，共分3层。分次爆破，爆破施工完毕后，对尺寸不符合要求的部位，采用风镐刷掘，然后进行初次支护。掘进分为3个段高5个循环，马头门掘进长度为8m。采用YTP-26型风锤，配Φ22×2200mm中空六角钢钻杆，Φ42mm“一”字型钻头，进行打眼。
⑵ 南侧马头门
南侧马头门掘进施工工艺与北侧马头门相同。在8.0m施工段内断面有俩个宽度，其中和井筒相接4.0m和北侧相同，其余起拱线每米下降170㎜，周边眼倾角为9.6°。从井筒中心向南9.1m在东侧布置控制硐室，掘进深度为3.8m,掘进宽度4.0m；将南侧马头门8.0m段掘进并初次支护完毕，然后开始掘进控制硐室， 硐室开口时打眼深度1.2 m，爆破后进行初次支护，然后继续掘进。 2、马头门排矸
井筒采用副井基岩段排矸使用的中心回转抓岩机将矸石抓至主副提吊桶内提升至井口经溜矸槽排至排矸池内。
马头门开口处矸石采用人工将矸石翻至井筒内，中心回转抓岩机将矸石装入吊桶内排出井外，随着马头门深度增加，为了提高施工进度，在井筒内布置耙矸机将马头门内的矸石耙至井筒，然后利用中心回转抓岩机将矸石抓入吊桶排出井外。 3、马头门锚网喷+锚索支护
-556.90m～-567.1m井筒部分锚网喷支护,井筒每掘进2m及时进行锚网喷支护。 ⑴ 锚网支护
锚杆采用Φ20×2500mm螺纹钢锚杆，间排距700×700 mm矩形布置。托盘规格为150×150×12为金属托盘。采用YTP-26型风动凿岩机配Φ32mm“－”字型钻头进行钻孔，钻孔深度为2450mm，钻孔角度必须垂直岩
面。采用两只Z2650中速药卷锚固，采用风动专用搅拌器安装锚杆，搅拌时间不低于1Min，锚杆托板必须紧贴岩面。锚固力不小于80KN。金属网片选用Ф6盘圆焊接金属网，网幅为1.0mx2.0m,网格为100mm x100 mm,压茬为200 mm,采用12#铁丝200mm间距绑扎连接牢固。 ⑵ 锚索支护
马头门锚网喷+锚索联合支护,马头门每掘进2米及时进行锚网喷支护一次,锚杆选用Φ20×2500mm树脂锚杆,间排距700×700 mm矩形布置。托盘规格为150×150×10金属托盘。锚网喷支护方式与井筒相同。锚索为加强马头门顶板支护，选用φ17.8mm的7股高强度预应力钢绞线，长度为8.3m，采用一个K2335和两个Z2360树脂药卷，锚深为8000mm，配套200×200×15mm钢托板，配套锁具紧固锚索，锚固力不低于150KN。锚索布置方式马头门1-1、2-2渐变断面段布置间排距为1400×1400mm，每排5根，矩形布置；控制硐室每排布置2根，间排距为1400×2000mm。采用MQT-120/2.7-C型号锚索锚杆机，B-9×1.0型可连接钢钻杆和Φ32mmY字型钻头进行锚索孔施工，锚索孔深度为8050mm。锚索搅拌采用锚索机带动钢绞线进行搅拌，搅拌时间不低于2Min，采用风动锚索锁紧器进行锁具紧固。
⑶ 喷射砼支护
-556.90m～-567.1m井筒部分及马头门施工段喷射砼强为C20，喷射厚度为100mm。水泥采用P042.5普硅水泥，采用河北黄砂做细骨料，10～15mm碎石做粗骨料，配合比水泥：黄砂：碎石=1：1.99：1.99.利用地面在副井基岩段施工的砼搅拌站，配PLD-1600型电子自动计量上料系统和JS－1600型强制式搅拌机进行拌料，喷射砼料装入2m3底卸式吊桶运至井筒工作面, 喷浆选用一台Z－Ⅶ型喷浆机，将其置于井下工作面，然后在喷浆机旁设一灰盘盛喷浆料，由施工人员进行人工上料喷浆。工作面灰盘需采用搭设临时防水雨棚、采用防水布盖住灰盘、喷浆机等措施防止淋水进入影响喷射砼料质量。 4、马头门钢筋绑扎
井筒及马头门钢筋绑扎间排距为200mmx 200 mm,钢筋搭接长度竖筋为