新城金礦深部破碎圍巖回風巷的優化設計

范文濤，黃永慶，楊維濤

(山東黃金礦業(萊州)有限公司新城金礦 山東萊州市 261438)

0 引言

新城金礦現采用機械抽出式通風方式，中央兩翼對角式通風系統，通風系統按1250 t/d的礦井生產能力設計建設，而目前生產能力為3800～4000 t/d，通風能力與生產能力嚴重脫節。目前，新城金礦回采中段集中在－580 m中段、－630 m中段，－680 m中段正在進行采準工作，－730 m中段處于開拓施工中［1］。隨著開拓工程和采礦作業不斷向深部發展，工程地質和礦體賦存條件變得越來越復雜，礦山地壓顯現越來越突出，圍巖坍塌、冒頂、片幫、巖爆等動力災害將會明顯增強［2，3］。隨著礦山生產向下部推進，深部需風量逐漸增大，由于回風井巷斷面小，回風量不足，造成了深部中段入風量不足，溫度過高，粉塵及有毒有害氣體無法及時排出，嚴重影響深部中段通風效果。

本文針對新城金礦深部即將成為主要回采中段的－680 m中段破碎圍巖條件下回風巷方案設計開展研究。通過總結礦山淺部回風巷的施工經驗，結合－680 m中段的地質條件，選擇合適的回風巷位置和施工方案。

1 礦山原回風巷施工概況

新城金礦－630 m及以上中段回風巷均布置在礦體上盤。由于－530 m以上中段礦體埋藏深度小，地壓作用相對較弱，回風巷施工難度相對較小，后期維護工作相對簡單，多采用管縫式錨桿輔以局部立柱支護，即可滿足回風巷支護需求。

隨著礦山回采工作向下推進，－580 m中段地壓作用開始顯現。－580 m中段上盤施工過程中，礦山根據工程情況在原有錨桿支護基礎上，增加了錨網及噴漿支護，但在2011年開始出現局部坍塌現象。礦山緊急組織施工單位對回風巷坍塌區段采用了預埋鋼拱架噴漿支護，才使得回風巷得到有效支護。

在－630 m中段上盤回風巷施工期間，礦山總結以往施工經驗，施工期間采用樹脂錨桿+錨網噴漿支護，在局部區段增加了立柱、鋼架支護，回風巷支護效果得到了較為明顯的改善。

2 －680 m中段回風巷施工方案優選

結合礦山原回風巷施工經驗和－680 m中段的地質情況，對該中段回風巷設計3個備選方案，分別是－680 m中段上盤回風巷方案、－686 m下盤回風巷方案和－688 m脈內回風巷方案。

2.1 －680 m中段上盤回風巷方案

(1)方案概述。回風巷位于－680 m中段Ⅴ#礦體主斷層上盤。設計施工區段在163～187線之間，長度364 m。施工至187線位置后，將187線探礦穿脈延伸，與回風巷貫通。在187線探礦穿脈外口封閉板墻，使回風巷與北風井相連通。利用現有采場切割巷作為出碴通道，分段施工。主要通道包括68642，68702，68822采場切割巷和68742采場。

(2)方案優點:

由于回風巷位于斷層上盤，距離礦體較遠，受礦體回采擾動影響較小;

充填回風井施工位置可盡可能靠近礦體上盤，有利于采場通風;

僅以回風巷施工為參考，早期工程量小;

(3)方案缺點:

－680 m中段礦體回采已全面展開，由于回風巷較長，導致整體施工工期長，對出碴通道占用的采場回采帶來一定影響;

－690 m分段需施工分段巷(約400 m)，總體工程量較大。

2.2 －686 m分段下盤回風巷方案

(1)方案概述。回風巷位于－686 mⅤ#礦體下盤。設計施工區段在161～189線之間，長度420 m。同時施工80 m聯絡巷與北風井貫通。經輔助斜坡道施工分段聯絡巷，然后施工－686 m分段巷。在分段巷施工期間，順次施工各采場聯絡巷，作為充填回風井聯絡巷。

(2)方案優點:

回風巷以－686 m分段巷代替，位于Ⅴ#礦體下盤較為穩固的圍巖中，回風巷較為穩定，有利于后期維護;

工程位置臨近輔助斜坡道，出碴運輸較為便捷;

以分段巷替代回風巷，節省了回風巷施工的工程量。

(3)方案缺點:

回風巷位于礦體下盤，導致充填回風井位置臨近礦體下盤，致使各采場通風均需架設風機進行強制通風;

為調整充填回風井位置，分段巷與回風井間需施工較長的聯巷，聯絡巷工程量較大，導致該方案總體工程量較大。

2.3 －688 m分段脈內回風巷方案

(1)方案概述。回風巷位于－688 m分段Ⅴ#礦體內靠近上盤位置。設計施工區段在161～189線之間，長度430 m，同時施工140 m的聯絡巷與北風井貫通。在輔助斜坡道－688 m水平垂直礦體走向施工聯絡巷，距上盤30 m處沿礦體走向施工脈內巷，作為－730 m中段礦體回采期間回風巷。施工期間，采用樹脂錨桿+掛網的方式進行支護。施工結束后，在回風巷內澆筑0.6 m厚的混凝土假頂，同時對回風巷進行噴漿支護。最后利用反井鉆機順次施工采場充填回風井。

(2)方案優點:

回風巷臨近礦體上盤，各充填回風井位置距離上盤較近，利于采場通風;

利用該回風巷作為頂柱礦體回采期間上盤運輸巷，節省部分切割工程量。

(3)方案缺點:

施工的人工假頂需在－730 m中段礦體回采期間進行統籌保護，避免回采對假頂的破壞，保護難度高;

巷道位于礦體內部，受礦體回采擾動影響嚴重，維護工作量較大。

綜合考慮上述3個方案的優缺點，礦山采用了－680 m中段上盤回風巷方案。

3 －680 m中段上盤回風巷施工

礦山總結以往回風巷施工經驗，針對－680 m中段上盤回風巷施工進行了詳細規劃設計，如圖1所示。具體分為掘進階段和支護階段兩部分。

(1)掘進期間。回風巷、充填回風及井聯巷施工期間，施工班跟進臨時支護的作業方式。在完成一次掘進循環后，立即施工臨時立柱支護，保證新掘進的巷道短期穩固;

(2)支護階段。在回風巷施工進尺達到10 m以上時，開始施工預埋鋼拱架支護。鋼拱架之間輔以圓木搭接，然后進行噴漿。通過此方式，可有效保證回風巷支護強度。預埋鋼拱架的支護方式，較常規的混凝土襯砌施工簡單、組織快捷，利于支護及時跟進。

圖1 －680 m中段上盤回風巷設計

4 結論

通過比對施工方案，改善強化支護方式，－680 m中段上盤回風巷施工進展較為順利，綜合分析得出如下結論:

(1)采用多方案系統比較，綜合工程施工難度、工程造價、工程環境等多方面因素，實現了對方案優選，從根本上保證了施工方案的最優化;

(2)施工中采用鋼拱架強化支護，較混凝土襯砌方式更為快捷，便于生產組織;

(3)合理的工程布置，有效的支護方式，保證了回風巷的穩定性，減少了后期維護成本，有利于礦山通風系統完善。

［1］喬 蘭.新城金礦深部采場結構參數和開采順序優化研究［J］.金屬礦山，2001(6):11-15.

［2］蔡美峰，喬 蘭，李長洪.新城金礦地應力場測量及其分布規律研究［J］.有色金屬，2000(3):1-6.

［3］喬 蘭，蔡美峰.新城金礦深部節理裂隙調查及巖體質量分級評價研究［J］.中國礦業，2000(4):70-74.

［4］白振峰，郭亞龍，劉三朝，等.突出煤層回風巷合理位置確定［J］.中州煤炭，2010(5).

［5］康治國.趙固一礦東翼輔助回風優化設計［J］.中州煤炭，2011(2).