沿巷掘進技術在優化沿空機巷運煤系統的實踐

楊敬峰，郭田仁，孫 勇

沿巷掘進是緊貼原來老巷道掘進的一種施工方法，是礦井綠色開采的重要組成部分;砌瓦石墻加固法是采用加工好的瓦石塊配合黃沙、水泥砌至頂板對現有巷道進行加固的一種方法;打木垛加固法是采用半圓木上下壓花，接至頂板對巷道進行加固的一種方法。

1 6121沿空機巷概況

皖北煤電集團百善煤礦6121沿空機巷位于12采區東部，其西部為6122采空區，東部為6121設計綜采工作面，長度850 m，連接6121切眼和12采區集運巷，是6121設計綜采工作面的運煤通道。

2 問題的提出

6121綜采工作面原設計運煤系統利用6122工作面的原有巷道。方案設計為：6121切眼→6121沿空機巷→6121機巷繞道→6122風巷→12采區集運巷。

該方案需鋪設1臺皮帶機和2臺刮板輸送機，需1名皮帶機司機和2名刮板機司機，占用人員和設備均比較多，且系統比較復雜(見圖1)。

圖1 6121綜采工作面原設計運煤系統圖

為了優化6121設計綜采面運煤系統，減少機電設備和人員配置，該礦決定對以上方案進行改進。新設計方案為：6121沿空機巷→12采區集運巷，讓6121沿空機巷與12采區軌道巷貫通(見圖2)。

圖2 6121綜采工作面新設計運煤系統

新方案只需要1臺皮帶機和1名皮帶機司機，人員和設備均較少，系統簡單，但是新方案需采用沿巷掘進技術對6121沿空機巷進行取直，緊貼6122風巷和6122拆除硐室施工，使其貫通12采區集運巷，為此，需要先采取措施對該段巷道進行加固。經研究分析，決定采取砌瓦石墻、打木垛加固法對其進行有效加固。

3 實施過程

3.1 施工順序

首先打6121機巷繞道貫通6122風巷處兩側的木垛，然后對拆除硐室進行打連體木垛;最后對6122風巷口的巷道進行砌瓦石垛(見圖3)。

圖3 6122風巷砌墻、打木垛平面示意圖

3.2 施工方法

首先對6122拆除硐室末端14 m風巷打木垛加固;然后對拆除硐室進行并排打4個連體木垛;最后將6122風巷口18 m巷道，砌5個瓦石垛，瓦石垛間距4 m，瓦石垛長 ×寬 ×高 =900 mm×900 mm×2 500 mm;每個瓦石垛上方并排鋪3根長4 m的工字鋼梁，見圖4。

圖4 6122風巷砌墻、打木垛剖面示意圖

4 施工注意事項

1)施工時應拉線按垂線和水平線施工。

2)砌墻時，墻基要挖到實底，墻基最下面一層要鋪1 200 mm×1 200 mm見方的瓦石垛基礎。

3)每個瓦石垛上部并排鋪3根長4.0 m的工字鋼梁，鋼梁兩端搭接不小于400 mm，工字鋼梁鋪設成直線，間距均勻，鋼梁必須嚴格接頂。

4)瓦石墻的每一層砂漿都要鋪設均勻。

5)鉤縫時灰沙配合比為1∶2.5，水泥用425#普通硅鹽水泥，黃沙為中粗砂。

6)砌筑的瓦石垛嚴禁歪斜，垂直縫錯開，灰縫均勻飽滿，瓦石不平用石片楔緊，無干瞎縫，嚴禁干壘。

7)瓦石每一層壓茬縫隙要錯開。

8)瓦石墻砌達到高度后，頂部鋪設的鋼梁應與棚梁牢固接觸，末接觸部分要用木楔背實。

9)一次砌墻高度不超過900 mm(需砌3次達施工高度)，需要下次砌墻時，要等砂漿凝固24 h以上。

10)打木垛時，首先挖到實底，使用的半圓木兩頭粗細相當、直徑要均勻，要求半圓木“#”字型排列，十字壓花上下一致，接到頂梁，4個角用木楔背實。

11)因拆除硐室高度達4.0 m，在打木垛時可用直徑2英寸的鐵管和杠桿進行搭腳手架，確保施工人員的安全。腳手架搭接方法：首先在木垛對側豎直埋2根鐵管，然后將2根杠桿一端插在木垛里，另一端分別水平綁在豎立的鐵管上，在杠桿上并排鋪2塊板，搭接第一層腳手架。當第一層高度不夠，不能保證繼續接木垛時再架設下一層，每層1.2 m高。

5 結論

1)從該段巷道掘進施工完成到6121綜采工作面回采結束的8個月內，砌墻、打木垛加固段巷道支護完好，對另外一側的6121沿空機巷機頭段無影響。

2)原設計方案在6121綜采工作面開采時每班至少需要1名皮帶機司機和2名鏈板機司機，而采用新設計方案后，每班只需安排1位皮帶機司機作業。每班可節省2人，每天可節省6人次，每月節省人員的資金：3 000×6=1.8萬元。該工作面實際回采期為8個月，節支總額=1.8×8=14.4萬元(不包括2臺鏈板機的材料租賃費用和2臺鏈板機的用電費用)。

3)新設計方案為安全高效運煤提供了技術保障，優化了運煤系統，提高了運輸效率，減少了機電設備和操作人員，為6121綜采工作面順利回采奠定了安全生產基礎，可為同等條件下系統優化提供借鑒。