大斷面巷道分層施工在泊江海子礦井的應(yīng)用

一、背景

泊江海子礦井井下建設(shè)過(guò)程中過(guò)程中，一直受以下條件困擾，具體為：

（一）巖性破碎、遇水泥化：該礦主采煤地層為侏羅系中下統(tǒng)延安組（J1-2y），其沉積基底為三疊系上統(tǒng)延長(zhǎng)組（T3y），沉積成巖時(shí)間較短。巷道圍巖巖性以灰白色中、細(xì)粒砂巖、深灰～灰黑色砂質(zhì)泥巖、泥巖為主，砂巖成分以石英、長(zhǎng)石為主，富含巖屑、砂質(zhì)泥巖及泥巖中富含植物化石，圍巖類別4-6。巷道局部有淋水現(xiàn)象，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工情況，巖性破碎，極易風(fēng)化導(dǎo)致片矸，遇水泥化，導(dǎo)致現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)環(huán)境差，掘進(jìn)機(jī)趴窩等現(xiàn)象。

（二）大斷面巷道，寬度在5.5m左右，高度在4.5m左右，一次成巷方法掘進(jìn)，割窯后，圍巖裸露面積大，迎臉及兩幫高度大，成型差。

（二）采用綜掘機(jī)掘進(jìn)，錨（梁）網(wǎng)噴+錨索復(fù)合支護(hù)。掘進(jìn)機(jī)割窯后，人工配合錨桿機(jī)進(jìn)行支護(hù)。迎頭空間小，人、機(jī)相互制肘，不能同步作業(yè)。

二、原理和目的

為改善施工條件，提高作業(yè)效率。泊江海子礦技術(shù)管理人員從以下方面著手：

（一）降低巷道一次掘進(jìn)、支護(hù)高度，特別是降低迎臉和兩幫高度，減少裸露面積，控制巷道成型。即分層掘進(jìn)，拱部和幫部支護(hù)岔開(kāi)。一次掘進(jìn)高度，拱部控制在3m左右，幫部控制在1.5m左右。

（二）拉長(zhǎng)迎頭作業(yè)空間，做到人、機(jī)同步作業(yè)。即幫部支護(hù)滯后迎頭拱部支護(hù)，距離控制在10―12.4m之間，在掘支幫部的同時(shí)，迎頭拱部可以進(jìn)行支護(hù)作業(yè)；幫部支護(hù)和拱部支護(hù)可以同時(shí)展開(kāi)。

（三）迎頭12.4m范圍為三角形上坡，方便排水，掘進(jìn)機(jī)進(jìn)、退自如。

同大斷面一次掘進(jìn)方法相比較，采用該掘進(jìn)技術(shù)后，現(xiàn)場(chǎng)安全條件，作業(yè)環(huán)境，進(jìn)尺速度等有明顯提高。

三、關(guān)鍵性技術(shù)問(wèn)題及其解決辦法

1、幫部支護(hù)滯后迎頭拱部支護(hù)10-12.4m。根據(jù)巖性破碎情況，拱部一次掘進(jìn)控制在2排以內(nèi)，幫部一次刷擴(kuò)控制在3排。為提高效率，盡量靈活安排，現(xiàn)場(chǎng)拱部未支護(hù)完，可以先掘進(jìn)幫部，同時(shí)支護(hù)拱部；待幫部刷擴(kuò)完后，進(jìn)行簡(jiǎn)單掛網(wǎng)，掘進(jìn)機(jī)爬坡掘進(jìn)拱部；拱部掘進(jìn)完成后，施工夠必要的頂板錨桿，同時(shí)幫部進(jìn)行支護(hù)。待幫部支護(hù)完成后，掘進(jìn)機(jī)即可退后進(jìn)行下一個(gè)循環(huán)。

2、拱部支護(hù)必須在掘進(jìn)機(jī)機(jī)載超前支護(hù)的掩護(hù)下進(jìn)行，為減少掘進(jìn)機(jī)在迎頭停留時(shí)間。要求先施工7根頂板錨桿（支護(hù)到肩窩45°以下），支護(hù)弧長(zhǎng)4.8m，保證迎頭作業(yè)人員在支護(hù)完好的頂板下作業(yè)，同時(shí)掘進(jìn)機(jī)退后對(duì)下分層幫部進(jìn)行刷擴(kuò)。

3、拱部支護(hù)與幫部刷擴(kuò)同步作業(yè)時(shí)，人、機(jī)距離比較近，為防止人員前后走動(dòng)造成傷害，在距離迎頭6m處拉線警戒，并掛禁止進(jìn)出警示牌。直至幫部刷擴(kuò)完畢，警戒牌方可撤除。

4、因掘進(jìn)機(jī)從下分層幫部爬升至拱部過(guò)程中，需對(duì)下分層局部進(jìn)行截割，導(dǎo)致局部幫部裸露，為防止片幫砸人，需要對(duì)裸露高度超過(guò)1.2m的巷道進(jìn)行臨時(shí)掛網(wǎng)。

5、巷道噴漿：初噴支護(hù)緊跟下分層幫部，復(fù)噴成巷緊跟皮帶機(jī)機(jī)尾。

四、應(yīng)用效果

（一）巷道前期超挖在200mm以上，采用分層施工法后，超挖基本控制在設(shè)計(jì)要求的150mm以內(nèi)，節(jié)約了后期造型成巷工程量，每米噴漿工程量節(jié)約不少于0.97m3。

（二）拱部支護(hù)和幫部支護(hù)同步作業(yè)，拱部支護(hù)和下分層刷幫同步作業(yè)，拉長(zhǎng)施工空間，提高工作效率，每小班節(jié)省時(shí)間130分鐘。

（三）下分層通過(guò)7°斜坡過(guò)渡到上分層，施工廢水實(shí)現(xiàn)自流，改善作業(yè)環(huán)境；掘進(jìn)機(jī)排矸難度小，排矸效率高。

（三）進(jìn)尺速度快，以西翼一號(hào)回風(fēng)大巷、西翼二號(hào)回風(fēng)大巷、西翼3-1煤輔運(yùn)大巷為例，采用全斷面一次掘進(jìn)或其它方法，2014年7-9月平均月進(jìn)尺131m；采用分層施工，2015年5-12月平均月進(jìn)尺176m，在相同人員配置的情況下（巖巷要求在冊(cè)95人），單月進(jìn)尺增加45m。

文中施工方法是在基于拱部、幫部施工盡量平行作業(yè)，在保證安全的前提下，以最大限度的提高施工效率為最終目，現(xiàn)場(chǎng)巖性穩(wěn)定時(shí)，也可拱部一掘進(jìn)3排，掘進(jìn)速度提高跟快。該工藝工藝模式是針對(duì)大斷面、錨網(wǎng)噴巷道而言的，對(duì)于其它施工條件，尚需調(diào)整。巷道圍巖主要是泥巖、泥質(zhì)砂巖和粉砂巖，巖性遇水易泥化，采用分層施工能夠克服迎頭積水、掘進(jìn)機(jī)趴窩的問(wèn)題。

作者簡(jiǎn)介：劉志杰（1988.02.13—），籍貫：內(nèi)蒙古武川縣二份子鄉(xiāng)，工作單位：內(nèi)蒙古銀宏能源開(kāi)發(fā)有限公司泊江海子礦。