大斷面巖巷一次打全高快速掘進與支護技術

摘要：介紹張集煤礦中央采區-520～-300回風上山快速掘進的方法，總結了巖巷快速掘進的施工工藝與支護技術，為類似工程條件巷道提供技術經驗。

關鍵詞：快速掘進 一次打全高 班掘班錨 懸浮道岔

1 巷道概況

張集煤礦中央采區-520～-300回風上山是從山西組小湖系9煤頂板竄到下石盒子組1煤的底板，巷道將揭露2煤、7煤、8煤，巷道竄過的巖石堅固性系數f值為4-6，巷道設計長度540m，上山角度18°，拱型斷面，巷道凈高4.1m，巷道凈寬5m。

2 錨桿支護

中央采區-520～-300回風上山采用錨、網、梁、噴聯合支護，錨索補強的支護方法，炮后采用前探梁配安全點柱進行臨時支護。

2.1 支護參數及要求 巷道采用Φ20mm×2000mm左旋無縱筋螺紋鋼錨桿配Φ12mm×1600mm鋼筋梯形梁及金屬菱形網支護，用CK2370樹脂藥卷1塊端頭錨固，錨桿間排距800mm×800mm。φ20mm的等強螺紋鋼錨桿試驗抗拔力不小于80kN，螺母設計扭矩150N·m≤扭矩力≤200N·m，螺母二次緊固：250N·m≤扭矩力≤300N·m。要求先初噴30～50mm成形后再打錨桿、掛網復噴，復噴（20～40 mm）蓋嚴網、錨桿托板即可。因超挖、地質變化等原因，外層復噴厚度超過200mm時，必須掛網補打錨桿加固。

2.2 錨索補強 巷道過揭煤段及軟巖采用錨索補強，錨索雙排布置，間排距2000mm×2000mm，錨索選用Φ18.9mm×6200mm高強度鋼絞線，采用CK2370和K2370樹脂藥卷各1塊端頭錨固，錨索托盤采用22#槽鋼焊制。

3 改進施工工藝提高掘進速度

3.1 改進施工工藝 進行工序調整，采用班掘班噴班錨，分臺階施工，下臺階滯后迎頭8m，上臺階控制在10m左右，復噴滯后迎頭40m的施工工藝，每40m停頭釘道復噴，班循環進尺1.6m。

施工工序：接班檢查→打迎頭錨桿→打迎頭炮眼→裝藥、錨桿二次緊固→放炮→臨時支護、排矸→初噴→交班。

對巖巷施工工序進行相應的改進，在一定程度上確保平行作業的最大化；在巖巷施工過程中，緊緊抓住“破、裝、運、支”四個環節，從管理上進行協調，使每個工序一方面確保施工質量，另一方面縮短施工時間，同時在空間上進行交叉平行作業，進而在一定程度上確保環節之間的連續性。

3.1.1 從打眼放炮入手提高光爆效果，減小圍巖破壞。根據巷道中腰線，班長要提前畫好半圓、點好眼位：炮眼布置進行調整，在調整過程中符合爆破圖表的相關要求，并且在一定程度上結合現場圍巖的實際情況：掏槽眼間距控制在200mm，在底部中間打眼；周邊眼距：穩定砂巖控制在350mm～400mm，砂頁巖、炭頁巖及泥巖等≯300mm；周邊眼抵抗距≯500mm。

在打眼過程中，為了確保鉆孔質量，遵守定人、定鉆、定眼位的原則。進行打眼時，每個鉆工配備一根長2m的木錨桿，錨桿的作用是插入打好鉆眼內做標志，在一定程度上確保打眼平行。

3.1.2 要求初噴成形的受力狀況。放炮后，圍巖表面出現凸凹現象，對于初噴充填頂幫來說，其巖面出現裂隙或凹穴，并且在一定程度上與圍巖粘貼和咬合在一起，進而形成光滑平整的巷道表面，通過改善圍巖與噴體內部的應力分布情況，進一步提高圍巖本身的支護強度，同時為提高錨桿支護質量奠定基礎。

3.1.3 初噴緊跟迎頭，及時封閉圍巖，減少風化變形

初噴前將迎頭扒夠3米，同時看中線、度腰線、畫半圓，對巷道成形進行檢查。初噴前仔細找掉、并用高壓水清洗干凈巖邦，初噴噴厚原則30-50mm，但必須成形，對圍巖進行及時封閉。

復噴滯后迎頭20-40m以上，進而在一定程度上檢查迎頭錨桿的質量，放炮后對錨桿螺母進行多次緊固，進一步鞏固和強化其錨固應力。

3.2 保障措施 建立和完善《巖巷安全高效快速掘進的保障措施》、《巖巷進尺、單進及重點工程勞動競賽辦法》等。對巖巷總進尺、重點巖巷工程，以及綜合單進三項指標進行嚴格考核。

3.2.1 研制懸浮道岔甩車器，實現一鉤耙裝4車。使用90kw電絞進行上山施工時，由于耙裝機加長節只能耙裝2輛車，在這種情況下，即使電絞提升能力再大，一鉤只能耙裝提升2輛車，進而在一定程度上制約了電絞提升能力的發揮。為此，將懸浮道岔甩車器鋪設在耙裝機卸料槽下的軌道上，一鉤耙裝4車即可完成，大幅提高了耙裝、綜合運輸能力，保證了每班車皮的供應，迎頭的排矸速度加快，每次停頭釘道、復噴的時間縮短，單進水平大大提高。

3.2.2 加大耙裝機到迎頭的距離，實現上下臺階平行作業。耙裝機于迎頭之間的距離，以前不超過25m，下山耙裝時容易發生滾矸，進而在一定程度上威脅到迎頭人員的安全，使得耙裝與迎頭不便于平行作業，在施工過程中，通過運用（P-90B）0.9m3耙裝機后，其耙裝能力與容繩量得到充分的利用。耙裝機與迎頭之間的距離控制在30～40m，迎頭分上下臺階施工，上臺階始終保證10m左右，放炮后先把迎頭10m耙干凈再設好擋矸網，可以上下臺階進行同時打眼，迎頭噴漿、打錨桿與后面耙矸三者之間可以平行作業，一方面保證了安全，另一方面提高了迎頭作業的效率。

3.3 政策激勵 在工資分配過程中，逐漸向巖巷掘進傾斜，少數關鍵性崗位的工資分配加大傾斜力度，黨政主管、班隊長、機長、維修工等人員的工資適當提高分配系數，對“技術大拿”帶徒弟，給予適當獎勵，在一定程度上充分發揮巖巷“技術大拿”的傳幫帶作用，激發挖掘職工的潛能，進一步為巖巷快掘獻策獻力。

4 支護效果

通過對巷道的兩幫的移近量、頂板的離層、錨固力等的監測，評價支護效果如下。

在巷道掘進期間巷道兩幫的移近量和頂板和下沉量很小，在過揭煤段通過錨索補強，加強頂板支護，充分利用錨索的深部支護和懸吊作用，巷道頂板沒有漿體開裂現象，達到了很好的支護效果。

從巷道的錨桿受力情況來看，錨桿沒有受力變形和崩斷現象，經測試，所有受測錨桿均超過屈服極限，說明支護強度達到要求。

初噴緊跟迎頭，噴層能有效支承圍巖被節理裂隙所切割形成的局部不穩定危石及錨桿間無錨固作用的小三角錐巖體，能有效防止危巖活石傷人。

5 經濟效益分析

5.1 巷道支護成本明顯下降 由于光爆效果的提高，巷道成形好，噴漿量大幅度減小，每米水泥用量平均節省0.55噸，加上人工、運輸費，巷道每米支護成本平均降低200元左右。

5.2 巷道掘進速度的提高 中央采區-520～-300回風上山540m巷道只用了5個半月的時間就安全貫通，月進尺達到95m以上，而正常兩掘一噴月進尺只有60m左右，就此而言采用班掘班噴班錨比正常兩掘一噴節省了3個月的時間，由于節省時間該巷道施工人工費節省了14.4萬，提前貫通也為礦井深部延深抽放系統的竣工打下了基礎。

6 結束語

巷道的施工工藝和工序的銜接嚴重制約掘進單進的提高，掘進單進低的原因是多方面的，只要各級領導的高度重視，提高的途徑是有辦法的，主要通過裝備更新，施工工藝的優化，管理創新，樹立掘進先行發展的道路，技術創新，走科技發展的道路，大幅度提高掘進單進是能夠實現的！

參考文獻：

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[3]侯朝炯，勾攀峰，郭勵生.煤巷錨桿支護[M].徐州：中國礦業大學出版社，1999.

作者簡介：劉正海（1967-），男，畢業于中國礦業大學采礦專業，現工作于徐礦集團張集煤礦總調掘進組，首席助理工程師。