煤礦復雜條件下超高巷道開口掘進工藝

楊晉波

(潞安礦業(yè)集團古城煤礦)

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煤礦復雜條件下超高巷道開口掘進工藝

楊晉波

(潞安礦業(yè)集團古城煤礦)

摘要煤礦超高巷道開口掘進的傳統(tǒng)施工工藝嚴重制約了掘進速度，特別是在復雜條件下巷道開口，不但需要過高的勞動及支護成本，而且很難排除一些不必要的危險因素。對此，提出了雙向開口施工工藝并在大同地煤青磁窯煤礦11#層303盤區(qū)順槽巷施工中得到了成功應用。實踐證明，該工藝不但降低了勞動成本，加快了掘進速度，而且提高了施工過程中安全系數(shù)。

關鍵詞超高巷道雙向開口施工掘進速度安全系數(shù)

大同地煤青磁窯煤礦11#層303盤區(qū)各掘進頭順槽開口位置全部設置于軌道運輸大巷，采用傳統(tǒng)工藝掘進時應在軌道運輸大巷開口施工檢修聯(lián)絡巷，當檢修聯(lián)絡巷施工到位并與皮帶巷貫通后，繼續(xù)在皮帶巷開口施工運輸順槽巷機頭段，全部施工完畢后再挑頂，不但在施工過程中增加了煤矸運輸設備，而且加大了施工的難度以及巷道支護的二次投入。為此，本研究首先在盤區(qū)皮帶巷搭設可移動工作盤，然后進行雙向開口，盡可能減少機電設備的安裝，加快施工速度，提高施工過程中的排矸率。

1施工及支護工藝

1.1施工工藝

(1)順槽巷開口斷面規(guī)格(寬×高)6.7 m×4.42 m，掘進3.5 m后巷道規(guī)格(寬×高)變?yōu)?.5 m×4.42 m，檢修聯(lián)巷巷道規(guī)格(寬×高)6.44 m×3.12 m，掘進3.5 m后巷道規(guī)格(寬×高)為5.24 m×3.12 m，挑頂后巷道規(guī)格(寬×高)為6.7 m×5.22 m，設計挑頂長度24 m，其中皮帶巷挑頂5 m，2102巷挑頂13.5 m，檢修聯(lián)巷挑頂5.5 m[1-3]。

(2)巷道開口前在皮帶巷搭設長8 m、高度1.7 m 以上、寬度為皮帶巷寬度(5 m)的可移動工作盤，掘進時預留1.7 m的底煤柱，掘巷高度3.52 m。

(3)首先挑頂掘進檢修聯(lián)巷段，當挑頂掘進3.5 m 后開始起底施工聯(lián)絡巷變坡段，施工2 m后開始以10°俯角掘進檢修聯(lián)巷，巷道掘進高度達到3.12 m，直至巷道與輔運巷貫通為止；然后將所掘的巷道不足設計高度的地段全部起底以保證巷道高度，掘進順槽機頭段按上述方法進行施工(圖1)。施工過程中在A點安裝P-60B耙?guī)r機，挑頂掘進后留下的煤矸，通過耙?guī)r機直接進入工作盤溜煤眼，由此下放至盤區(qū)皮帶。

楊晉波(1989—)，男，助理工程師，037001 山西省大同市。

注：施工順序為①→②→③→④→⑤→⑥→⑦;爆破施工時嚴格執(zhí)行“一炮三檢”“三人聯(lián)鎖”放炮制度，起爆點之間的直線距離不得少于120 m，拐彎距離不得少于75 m且都有掩體，在所有可能進入施工地點的入口設警戒。

1.2支護工藝

(1)由于11#層303盤區(qū)斷層較多，巷道在挑頂過程中會出現(xiàn)頂板破碎甚至局部冒頂現(xiàn)象，經(jīng)研究決定在挑頂冒頂區(qū)域施工密集的組合錨索及工字鋼吊棚。

(2)聯(lián)絡巷變坡段及順槽巷變坡段施工前，在設計頂板處施工1排撞楔超前支護，每3 m施工1排，直至變坡段施工完畢。

(3)聯(lián)絡巷及順槽巷機頭段頂板采用錨桿+W型鋼帶+錨索+護網(wǎng)的聯(lián)合支護形式。

2施工難點與優(yōu)點

2.1施工難點

(1)在皮帶巷雙向開口，爆破施工時須對施工現(xiàn)場及附近機電設備和電纜、信號線、風水管路采取有效的保護措施。

(2)巷道開口期間由于運輸設備無法進入施工地點，導致施工時機電設備及支護材料等須通過人工搬運，勞動強度大、效率低。

(3)由于開口位置煤層發(fā)育差且有小斷層，煤層不穩(wěn)定，巷道施工過程中頂板會出現(xiàn)局部冒頂現(xiàn)象，易加大支護難度，降低掘進效率。

(4)工作面的局部通風機懸掛于膠帶大巷中，由于膠帶大巷為主要的運煤途徑，因此膠帶大巷的風流含部分污風，局部通風機供風時將有部分污風通入工作面，不利于通風[4-5]。

2.2施工優(yōu)點

(1)通過在皮帶巷雙向開口，不但便于施工，而且減少了工作面煤矸運輸設備的數(shù)量，提高了施工速度。

(2)與以往機頭硐室段打完兩幫和頂板支護以后再進行二次搭工作盤進行挑頂工作的施工方案相比，無需進行重復性的繁瑣工作，既節(jié)約了時間又可取得預計的可行性經(jīng)濟效益。

(3)巷道一次性施工，避免了二次搭設工作盤，施工工藝簡單，安全系數(shù)高。

(4)施工過程中巷道一次性達到設計巷道高度，有利于爆破后支護施工，同時在施工地點穩(wěn)裝一部耙?guī)r機，機電設備少，便于施工，提高了排煤矸效率。

3結語

青磁窯煤礦11#層303盤區(qū)各掘進頭順槽巷開口施工中，在皮帶巷架設工作盤并采用雙向開口施工工藝，不但減少了工作面機電設備的穩(wěn)裝數(shù)量，提高了施工過程中的排矸速度，加快了施工的掘進速度，而且降低了支護材料費用，提高了施工中的安全系數(shù)，成功解決了煤礦復雜條件下超高巷道開口的難題，經(jīng)濟效益顯著，可供類似礦山工程參考。

參考文獻

[1]董方庭.井巷設計與施工[M].徐州：中國礦業(yè)大學出版社，2010.

[2]宋宏偉，劉剛.井巷工程[M].北京：煤炭工業(yè)出版社，2006.

[3]楊興安，陸士良.軟巖巷道錨桿支護理論與技術的研究[J].煤炭學報，1997(1)：32-36.

[4]劉昊鵬.復雜地質條件下巷道安全掘進應用技術[J].內(nèi)蒙古煤炭經(jīng)濟，2013(1)：112-113.

[5]成小勇.大采高工作面超高巷道掘進支護技術[J].煤礦開采，2009(5)：55-56.

(收稿日期2016-03-30)