研究巷道穿煤施工技術在煤礦下山掘進中的應用

龍永賢 韋海軍

（百色百礦集團有限公司 廣西百色 533000）

研究巷道穿煤施工技術在煤礦下山掘進中的應用

龍永賢 韋海軍

（百色百礦集團有限公司 廣西百色 533000）

采礦業的飛速發展對采煤行業施工提出了新要求，而針對多種多樣的采煤工藝，施工人員應該在確保采煤安全的情況下，提升采煤速度和采煤質量，為此，施工人員應該將煤礦的下山巷道看作開采煤礦的重要通道，將巷道穿煤施工技術應用其中，保證下山巷道采煤工作效率。本文通過分析巷道穿煤施工技術的支護方式及支護效果，探索提高巷道穿煤施工技術效率的建議，以期保證穿煤施工的質量，為我國的經濟發展提供優質服務。

巷道穿煤施工技術；煤礦下山掘進；特殊地段

1 前言

當前，施工人員在進行煤礦開采的過程中，施工作業會在深度上不斷延伸，而施工人員為了保證施工安全，施工安全對下山掘進大坡度巷道的安全支護提出了新要求，特別是正逆斷層、破碎松軟地帶等特殊地段，施工人員必須保證這些特殊巷道地段使用支護方式的合理性和安全性。另外，由于煤礦呈層狀成一定傾角埋藏于礦山中，因此，施工人員在煤礦下山掘進過程中常常遇到揭煤和穿煤現象。針對這些現象，施工人員應該克服地質構造的復雜性和困難性，使用合理的施工技術，保證施工質量和施工效率的同時，注重施工的安全穩定性。

2 巷道穿煤施工技術的支護方式

鑒于煤層與施工巷道掘進面垂直高度的距離各不相同，因此，施工人員在施工過程中，應該根據其距離和高度，合理調整施工支護方式。

2.1 揭煤前超前探測，調整揭煤前的支護方式

為了掌握煤層的厚度、傾角和煤層與施工巷道掘進面的距離以及煤層中瓦斯含量的參數，施工人員必須展開超前探測。在掌握了煤層與施工巷道之間的位置關系的基礎上，及時調整施工的支護方式，才能有效的確保施工的安全性。而超前探測施工主要分為以下幾步：①施工人員應該設置2個探測眼，并將探測眼盡量設置在靠近掘進面的位置上。而在設置探測眼時必須注意：探測眼應該與巷道頂底板垂直。②施工人員在掌握了巷道掘進坡度、掘進面與探測眼距離等數據的基礎上，應該根據探測眼計算的數據計算煤層傾角和煤層與施工巷道掘進面的距離（沿巷道掘進方向），從而為支護方式的選擇合理性提供有效參考。

2.2 根據實際情況，選擇合理的揭煤支護方式

施工人員在揭煤時，應該根據施工的實際情況選擇合理的支護方式。例如：當兩幫為煤時，如果煤體松軟，則容易出現片幫和漏頂現象：①施工人員應該采用雙層100mm×100mm的金屬網，并將金屬網交錯布置，保證巷道兩幫成型。在此基礎上，施工人員應該在每根幫錨桿托盤的后邊配備木托盤，木托盤以200mm×200mm最佳，且錨桿螺母后面也要配備讓壓半圓球，以便在巷道來壓后充分發揮讓壓作用。②為了提高支護強度，施工人員可以通過縮小幫錨桿間距的方式，增加錨桿支護密度，從而保證支護強度。③施工人員在進行爆破掘進作業的過程中，應該在煤體重新布置松動炮眼，并采用松動爆破與風鎬開挖的相結合方式進行向前挖進。與此同時，施工人員應該注意，在布置炮眼時，巷道輪廓線500mm范圍內不布置炮眼。

2.3 注意各項問題，選擇托頂煤時的支護方式

當煤層上至巷道頂板或頂板以上時，鑒于煤體松軟，容易出現頂板漏矸和漏煤現象，進而降低了原本的支護強度，使支護受到破壞甚至失效。與此同時，頂錨桿錨固段在煤層中會讓錨固力下降，進而降低巷道的支護強度。由此可見，施工人員必須注意各項細節問題，在托頂煤時進行合理支護作業。例如：為了防止頂板煤層垮落，施工人員在開始爆破前，可以采用管縫式錨桿對巷道進行超前支護。而超前支護的距離必須必循環進度快，超前錨桿間距一般控制在200～400mm范圍內為最佳，而錨桿與巷道頂板的夾角則控制在45～60°范圍內，以便保證打入頂板煤層內的施工質量。

另外，針對煤層的永久支護，施工人員在進行巖石巷道錨噴支護施工時，可以采用70mm×70mm網目的頂網，并將網格交錯搭接；在進行頂板托煤施工時，若頂錨桿錨入頂板巖石長度＜500mm時，施工人員可以利用錨索來代替頂錨桿。而錨索的長度取決于錨索錨固區在頂板巖石內的長度和巷道頂板在法線方向上與煤層之間的距離。一般情況下，錨索長度≥錨索錨固長度+外露長度+煤承載巷道頂板法線方向上的厚度+巷道頂板在法線方向上與煤層頂板那之間的距離，參見圖1。

圖1 錨索長度與支護設計圖

3 巷道穿煤施工技術的支護效果

在開展了科學的礦壓觀測的基礎上，從礦壓觀測信息（表1）來看有以下幾點支護效果：

（1）在巷道完成開挖后60d（天）左右，穿煤巷道變形狀態保持在穩定情況下，變化幅度較小，且與巷道支護輕度標準保持一致。

（2）從掘進面和煤層之間的位置關系來看，調整支護參數和支護方法可以為巷道成型提供重要保障，可以實現巷道長時間的穩定。

（3）鑒于在托頂煤施工中，頂板承受較大的下沉量，這就說明：煤礦想到在開展下上掘進施工以及穿煤施工的過程中，煤層上至煤礦巷道頂板后，產生了強烈的礦山壓力，增加了維護頂板施工的難度。因此，施工人員應該結合施工現場的實際地質情況，及時調整支護措施，使支護材料與支護強度規范保持一致。

表1 礦壓觀測信息

4 提高巷道穿煤施工技術效率的建議

通過實驗與研究，關于提高巷道穿煤施工技術效率，提出幾點有效建議：

（1）在進行穿煤施工的過程中，施工人員采用松動爆破方式時，只在巖石內布置炮眼，若遇到較大的巖石，不能放大炮，但是可以采用多打眼，少裝藥的方式，進行爆破工作。

（2）在爆破施工完成后，錨桿的預緊力會受到爆破沖擊波的影響，因此，施工人員應該重新緊固后巷頂板和兩幫錨桿，以便降低爆破沖擊波對錨桿預緊力的影響。

（3）采煤企業必須安排專業技術人員對礦壓觀測位置進行實時監督和檢測，并對其測量數據進行分析統計，以便及時掌握頂板離層與巷道兩幫位移變化情況，進而根據數據信息合理設計支護方式。

（4）在穿煤施工期間，施工跟班負責人應該對錨索、兩幫錨桿等進行排查，一旦發現錨桿托盤變形或頂板下沉現象，應該及時采取相應的措施方法，保證支護的強度，保證施工人員的人身安全。

（5）為了防止錨索預緊力失效的情況出現，施工人員應該保證上一循環支護的錨索長度在合理范圍內，合理范圍是指：錨索外露實際長度應該保證在可以實現再次緊固的條件下。

（6）若穿煤施工期間，出現巷道圍巖破碎，兩幫變形嚴重等現象，施工人員必須明確產生問題的原因——錨網索支護無法滿足巷道支護要求。在此基礎上，施工人員應該采用架設工字鋼棚、U型鋼棚等工具來加大支護強度。

（7）針對三軟煤層，施工人員在進行巷道穿煤施工時，應該對巷道圍巖以及煤層進行提前注漿加固施工，以保證煤層的支護強度。

（8）在托頂煤施工中，施工人員可以通過錨索和錨桿相互調整更換的方式來加強支護強度。而利用這種方法，可以讓煤層頂板支護使用的材料錨固于硬巖內，進而加強煤礦巷道圍巖的支撐力，使頂板在來壓情況下，充分發揮抗壓效果。

5 結束語

總而言之，受到施工技術、機械設備等各方面因素影響，大部分采煤企業在煤礦下山掘進過程中，應用巷道穿煤施工技術仍然存在許多問題和缺陷。為了保證掘進施工工作的安全性和高效性，采煤企業必須不斷改進施工技術方法，并立足于施工環境的實際情況，以多重防護方法，將合理的施工方式靈活應用于相應的施工工序中，以便為連續采煤和安全采煤提供重要保障。

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[3]張亞飛，楊威，張恒旭.煤礦開拓掘進工程快速施工技術研究[J].河南科技.

[4]王上飛，孟獻歌，苗良磊.巖巷穿煤施工技術要求淺析[J].硅谷，2014（20）.

TD353

A

1004-7344（2016）14-0165-02

2016-5-4

龍永賢（1986-），男，助理工程師，本科，主要從事煤礦安全生產工作。

韋海軍（1987-），男，助理工程師，本科，主要從事煤礦開采設計工作。