井下地質(zhì)鉆孔在充填物料輸送系統(tǒng)中的應(yīng)用

劉 飛

（中煤新集能源股份有限公司口孜東礦，安徽 阜陽(yáng) 236153）

口孜東礦工廣地面標(biāo)高+27.5m，第一水平標(biāo)高-967m，由于巷道埋藏深，地壓大，巷道變形嚴(yán)重，為解決深井支護(hù)問(wèn)題，井巷壁后充填支護(hù)技術(shù)目前在口孜東礦得到了大規(guī)模的應(yīng)用。井巷壁后充填支護(hù)是先采用錨網(wǎng)索噴支護(hù)，然后架設(shè)36U型棚，鋪鋼筋網(wǎng)、塑料布，最后采用自動(dòng)物料輸送系統(tǒng)進(jìn)行充填。自動(dòng)物料輸送系統(tǒng)一般由地面站、中轉(zhuǎn)站、工作面站、管路和控制系統(tǒng)五個(gè)部分組成，其中中轉(zhuǎn)站根據(jù)礦井建設(shè)的延伸可分為一級(jí)中轉(zhuǎn)站、二級(jí)中轉(zhuǎn)站和三級(jí)中轉(zhuǎn)站等，系統(tǒng)采用干燥后的壓風(fēng)作為輸送材料的動(dòng)力。物料由地面站使用壓風(fēng)經(jīng)中轉(zhuǎn)站輸送到工作面站，在工作面站加水進(jìn)行充填工作。井巷壁后充填支護(hù)盡管取得了良好的支護(hù)效果，但也存在一定問(wèn)題。首先是物料輸送管路問(wèn)題，伴隨著井下采掘巷道的延伸，物料輸送管路在運(yùn)輸、鋪設(shè)過(guò)程中存在較大安全隱患；其次是距離問(wèn)題，由于長(zhǎng)距離輸送物料給系統(tǒng)的維護(hù)帶來(lái)了困難。為縮短物料輸送距離，節(jié)約物料輸送管路的鋪設(shè)長(zhǎng)度，口孜東礦結(jié)合井下地質(zhì)鉆孔的施工原理，將地質(zhì)鉆孔應(yīng)用到井下物料輸送系統(tǒng)中。

1 工程概況

中央11-2采區(qū)膠帶機(jī)上山至北翼矸石膠帶機(jī)石門聯(lián)巷、北翼矸石膠帶機(jī)石門北段及中央13-1采區(qū)膠帶機(jī)上山北段受地壓影響巷道變形較為嚴(yán)重，擬采取壁后充填支護(hù)方式進(jìn)行修護(hù)。由于井下物料輸送主管路位于北翼軌道石門→中央13-1采區(qū)軌道上山一線，對(duì)中央11-2采區(qū)膠帶機(jī)上山至北翼矸石膠帶機(jī)石門聯(lián)巷進(jìn)行壁后充填需另鋪設(shè)管路，經(jīng)中央11-2采區(qū)下部車場(chǎng)→中央11-2采區(qū)軌道上山→北翼回風(fēng)石門（一）至中央11-2采區(qū)行人上山聯(lián)巷→北翼矸石膠帶石門11-2煤段，距離約450m；對(duì)北翼矸石膠帶機(jī)巷進(jìn)行壁后充填需另鋪設(shè)管路，經(jīng)北翼軌道石門至北翼矸石膠帶機(jī)石門聯(lián)巷→北翼矸石膠帶機(jī)巷，距離約210m；中央13-1膠帶機(jī)上山北段壁后充填，需另鋪設(shè)管路經(jīng)中央13-1采區(qū)軌道上山→軌膠3#聯(lián)巷→中央13-1采區(qū)膠帶機(jī)上山，距離約330m。管路鋪設(shè)長(zhǎng)，且拐角較多，安裝周期長(zhǎng)。在此情況下通過(guò)施工地質(zhì)鉆孔導(dǎo)通需要充填的巷道，將物料輸送管安設(shè)在地質(zhì)鉆孔內(nèi)，物料輸送一步到位，可以提高物料傳輸效率，節(jié)約物料輸送成本。

2 技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)

該項(xiàng)技術(shù)主要分為兩步，第一步是“點(diǎn)”的確定，第二步是“線”的導(dǎo)通。

（1）點(diǎn)的確定：首先在采掘工程平面圖中找到巷道之間的交叉關(guān)系。在采掘工程平面圖中先確定上、下需要導(dǎo)通的兩點(diǎn)的具體位置，后計(jì)算出導(dǎo)通上、下兩點(diǎn)的鉆孔需要的施工方位角和傾角，最后經(jīng)測(cè)量部門在井下現(xiàn)場(chǎng)放出現(xiàn)場(chǎng)的點(diǎn)位和傾角。

（2）線的聯(lián)通：在“點(diǎn)”確定好后，采用鉆機(jī)在巷道內(nèi)按提前放好的傾角和方位角施工鉆孔，聯(lián)通鄰近的巷道，待鉆孔施工完成后，及時(shí)下水文套管對(duì)孔壁進(jìn)行保護(hù)，確保鉆孔的暢通，后直接在套管內(nèi)鋪設(shè)物料輸送管路。

3 工程應(yīng)用情況

通過(guò)中央11-2采區(qū)膠帶機(jī)上山至北翼矸石膠帶機(jī)石門聯(lián)巷、北翼矸石膠帶機(jī)巷北段及中央13-1采區(qū)膠帶機(jī)上山北段壁后充填中的實(shí)際應(yīng)用，充填物料直接經(jīng)地質(zhì)鉆孔輸送至充填巷道內(nèi)。通過(guò)實(shí)施此項(xiàng)技術(shù)，一方面縮短了管路鋪設(shè)的長(zhǎng)度，另一方面節(jié)約了管路維護(hù)的人工成本以及避免了管路運(yùn)輸、鋪設(shè)過(guò)程中存在的安全隱患。具體應(yīng)用見圖1、2、3。

圖1 中央11-2采區(qū)膠帶機(jī)上山至北翼矸石膠帶機(jī)石門聯(lián)巷物料輸送鉆孔

圖2 北翼軌道石門至北翼矸石膠帶機(jī)巷物料輸送鉆孔

圖3 第三中部車場(chǎng)至中央13-1采區(qū)膠帶機(jī)上山物料輸送鉆孔

4 效益分析

此項(xiàng)技術(shù)在中央11-2采區(qū)膠帶機(jī)上山至北翼矸石膠帶機(jī)石門聯(lián)巷、北翼矸石膠帶機(jī)巷及中央13-1采區(qū)膠帶機(jī)上山壁后充填中取得了巨大效益：

（1）直接節(jié)約了物料輸送管路990m，按物料輸送管路731元/m的成本，可直接節(jié)約成本72.4萬(wàn)元；

（2）井下管路鋪設(shè)正常一個(gè)圓班可鋪設(shè)4m，需要人工12人次，人工成本一個(gè)圓班需要2400元，鋪設(shè)990m物料輸送管路共計(jì)需要人工成本約59.4萬(wàn)元。

（3）由于井下多條巷道變形失修，若鋪設(shè)上述990m管路需另行專門修護(hù)相應(yīng)的巷道，按口孜東礦3657元/m的修護(hù)成本，此項(xiàng)可直接節(jié)約巷修成本約362.1萬(wàn)元。

（4）井下巷道修護(hù)的人工成本約3877元/m，巷修990m巷道共計(jì)需要人工成本約383.8萬(wàn)元。

（5）該項(xiàng)技術(shù)的使用共計(jì)節(jié)約成本877.7萬(wàn)元；另外避免了990m物料輸送管路在運(yùn)輸、鋪設(shè)以及相關(guān)巷道在修護(hù)以及后期維護(hù)過(guò)程中存在的安全隱患；同時(shí)由于減少了管路鋪設(shè)產(chǎn)生的拐角，縮短了管路長(zhǎng)度，避免了物料在傳送過(guò)程中能量的損失，保證了充填的效果，還間接地避免了由于物料輸送能量的損失需要補(bǔ)充安裝物料傳送中轉(zhuǎn)站的可能，綜合效益非常顯著。