對礦井巷道開拓的研究

張鳳福

開灤股份呂家坨礦業分公司，河北 唐山 063107

1 對礦井巷道分析

礦井的建設應以投資少、早生產、早見效為目的，因此需要建立平巷—盲斜井聯合開拓系統；對深部巷道，圍巖復雜，需要建立完善的支護設施；此外對某些長距離巷道來說設置聯絡巷也有著十分重要的意義。

2 平巷—盲斜井聯合開拓系統的應用

在確保少工程量、運輸效率高、施工周期段、充分利用已有巷道，根據重力運輸原理，提高開拓的高度，采用平巷—盲斜井聯合開拓系統。它的應用原理是在-200m煤層上方采用一中、二分段開拓的方式，把副運輸巷道和穿脈巷道聯通，形成循環的運輸體系，在上方幾十米處施工一段平巷，把原回風巷和盲斜井連接起來，并在盲斜井內安裝一臺卷揚機，行人、運輸材料等都可通過。在礦體附近的主運輸巷道處，設計一條溜井，在分段以上的礦石會卸入礦井內，然后再從水平運輸大巷由振動放礦機運送。

大量平巷—盲斜井聯合開拓系統的成功應用表明;可行經濟合理的技術方案對礦山的發展有著重要的意義。對生產工藝的簡化起到積極的作用；運輸、通風等通道的合并減少了人力資源的消耗，方便了生產，產生可觀的經濟效益。

3 支護設計方案的比較

當開采深度逐漸加大時，圍巖條件就會發生十分大的變化，圍巖塑性蠕變情況、軟巖特性等變化明顯。1）在深部巷道剛要掘進時，恰逢圍巖的劇烈變形期，由于受力過大，頂底板移近量和兩幫收斂量過大，如果再按照傳統的淺部大斷面巷道支護（U型鋼拱形棚支護）多采用上部錨桿與下部錨桿分次實施的話，支護斷面在交接處會出現薄弱面，深部巖巷尤其在支護弱面十分的容易出現破壞；2）淺部的一次錨噴支護設計與工藝已很難適應深部軟巖的變形規律，當圍巖變形大時，很容易出現噴層和圍巖表層剝落，錨桿失效，失去控制圍和理論研究，改變了以往的錨噴支護工藝，在大斷面巖巷的全斷面一次掘進的基礎上，提出采用傘斷面的多鶯復合復錨噴支護技術，切實解決了深部巖巷支護的技術難題，保證了深部巷道的安全施工，巷道的后期維護工作量會大大的減少。

這種支護方案相對普通錨網支護是優點是：

1）支護材料消耗量減少降低費用，搬運路程減少，工人的勞動強度隨之降低，減少人力的浪費，提高了勞動效率；

2）斷面的設計不受空間的約束，支護起來十分方便，不易受圍巖壓力的破壞，合理的尺寸使得維護也很方便；

3）巷道壓壞后由于不需大量人力的維護，不會影響到采區主運輸系統的正常工作，能夠正常、安全的進行生產；

4）相交于U型鋼拱形棚支護，再回踩受到超前壓力影響的時候，便于大型設備的搬家移動；

5）施工工藝很方便靈活，可適時的有效的改變設計斷面和支護參數，符合回采期間對巷道斷面設計的要求。

4 聯絡巷的設計及意義

《煤礦安全規程》第18條規定：井下每一個水平到上一個水平必須至少有兩個便于行人的安全出口。因此要對礦井的巷道設計聯絡巷。首先，聯絡巷可以為主暗斜井施工建立便利對條件，而且可以為暗斜井膠帶輸送機安裝、檢修提供便利。其次，水平長距離延伸開拓巷道應對通風系統進行完善，隨著水平延深巷道施工的開始，開拓距離逐漸延長，通風系統還沒有完全形成，長距離巷道開拓通風問題就成了主要的制約因素，聯絡巷的恰當設置，對聯通進、回風巷道，形成全負壓的通風系統起著至關重要的作用。此外，聯絡巷還可以充當臨時調車場，解決長距離巷道開拓工期間各種“堵車”問題。當開拓距離延長時，永久大型提升絞車還不能正式使用，提升距離受到限制。此時可設置聯絡巷，作臨時調車場，這樣只依靠調度絞車，提運矸石、材料對長距離巷道開拓起到資源補給作用。另外，在聯絡巷內設置臨時中轉水倉，集中排水，決絕開拓中的排水問題。

對聯絡巷的設置有以下原則：

4.1 通風安全原則，《礦井通風與安全》的計算公式

通風安全原則，《礦井通風與安全》的計算公式是：

其中各符號代表：

La-巷道通風長度，m（一般La取600-800m）；

K-紊流擴散系數，一般取值為1；

b-每kg炸藥生成的CO量；

Cp-允許通風炮煙濃度，一般取值為0.02%；

A-同時爆破炸藥量，kg；

S-巷道斷面，m2。

4.2 聯絡巷的位置設置一般與其上部提升絞車的容繩量相匹配

具體可根據下山開拓巷道的坡度、絞車安裝位置與聯絡巷開門甩車場落平點間的高差，絞車滾筒上的余繩長度等因素確定。

另外，為了運輸的便利，減少對設備的占用，要盡量減少聯絡巷兩端甩車場落平點高差，在水溝與巷道向干石出車方向最好設置小的坡度，范圍在千分之三到千分之五之間，工人推車會輕松，使水流也順暢。

4.3 集中排水便利原則

在對聯絡巷進行設置時，聯絡巷所在的位置（底板高程）與掘進迎頭和原建排水設施的相對位置關系是考慮的一方面，另外還要考慮聯絡巷中水泵的流量、揚程，利用聯絡巷對水倉、泵房等進行設置是最好的措施，這樣輔助開拓工程量相對減少了，便于多迎頭的集中排水。

太長的聯絡巷會增加工作量，太短的話對通車造成影響，因此聯絡巷的長度適中即可。特殊巷道的固有聯絡巷在施工期間發揮著很重要的作用，對一些不必要的巷道開拓有著指導意義。

5 結論

在煤炭開采與礦井設計時，巷道開拓已成為必不可缺的一項內容，我們從安全第一的角度，盡量的降低生產成本，加快生產速度，不斷的改進平巷開拓系統，對支護方案也是不斷的實時的設計開發，總結一些寶貴的經驗，進行創新，促進企業的發展。

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