3-邊角061運輸巷道掘進施工技術分析

趙 亮(山西省長治經坊煤業有限公司, 山西 長治 047100)

1 前言

經坊煤業3-邊角061運輸巷道施工采用綜合機械化工藝，滿足3-邊角06工作面回采時的通風、行人、運輸、管線敷設等要求。

3-邊角061運輸巷道(即3-邊角06工作面運輸巷道)設計長度為988.59m，運輸巷道中需掘進臨時水倉5個，無軌膠輪車掉頭硐室2個，材料、油脂硐室各4個。依據3-邊角061運輸巷道支護設計，3-邊角061運輸巷道為矩形斷面，凈寬為5.2m，凈高為3.1m，沿3#煤層底板掘進。

3-邊角061運輸巷道施工過程中，采用機掘法施工，在施工水倉、硐室、瓦斯鉆場及穿越地質構造帶時采用鉆爆法掘進，爆破時采用全斷面一次爆破。

2 機械法施工

3-邊角061運輸巷道施工過程中，在一般地質條件下采用機掘法施工。具體施工方法如下。

2.1 機掘施工工序

工序：交接班→安全檢查→準備工作→掘進機割煤、出煤→退機→敲幫問頂→連接頂網與頂鋼筋梁→臨時支護→安裝頂錨桿→鋪設幫網→安裝幫錨桿→安裝錨索→進行下一循環。

2.2 機掘施工方法

1.割煤、出煤

掘進機割煤前，先由掘進機正司機發出警報后，通知工作面人員全部撤出，確認安全后開始割煤。掘進機以S型截割軌跡割煤，首先從工作面中部開始掏槽切割，然后由上向下S型割煤，截割深度為0.8m/次。割煤時由正司機負責操作掘進機，副司機在永久支護安全區負責看護巷道成型和頂板情況，發現異常情況必須及時通知正司機停機。割煤、出完煤后將掘進機退離工作面5m距離，然后將切割頭落于巷道中線附近底板上，斷開掘進機上的電源開關和磁力啟動器的隔離開關，并為切割頭加裝護罩。掘進機截割軌跡如圖1所示。

圖1 掘進機截割軌跡

2.敲幫問頂

在出煤完成后、人員進入工作面前，由班長利用長度不小于2.5m的長柄工具站在有效支護安全區認真進行敲幫問頂并及時處理活矸、活炭；有頂板離層等異常情況時，要及時采取措施；待確認安全后方可進入工作面開始進行下一工序作業。

3.連接頂網

作業人員站在操作平臺上，在永久支護區將準備好的金屬網與前一排網聯接(金屬網之間長邊搭接100mm,短邊搭接200mm，聯網時用16#鉛絲雙邊雙聯、雙絲雙扣、孔孔相連，必須連接牢固)，然后將鋼帶固定在網上。作業人員上操作平臺前，必須詳細檢查平臺的牢固情況，作業時時刻保持頭腦清醒，注意力集中，身體重心穩固。

4.吊環式前探梁臨時支護

托起頂網及鋼帶，前移前探梁，前探梁必須移設至掘進工作面煤墻，然后將背板背緊背牢。

5.永久支護方式

支護形式為“錨桿+網+鋼筋梁+錨索”；錨桿支護工序為由外向里、先頂后幫、先中間后兩邊。

6.支護工序

1)安裝頂錨桿

(1)利用MQT- 130/3.0S錨桿鉆機鉆頂眼，鉆機必須支設牢固。采用φ32mm鉆頭，先用1.2m中空六方短鉆桿鉆進，然后更換為2.4m鉆桿。鉆眼時，嚴格按錨桿間、排距設計進行，鉆機升起使鉆頭插入相應的鋼筋梁孔中，然后開動鉆機進行鉆眼。頂錨桿眼深為2 350mm，誤差0～+30mm，鉆孔角度與頂板垂直，誤差不大于5°。鉆頭鉆到預定眼深后，下縮錨桿機同時清孔，清除煤粉和泥漿。

(2)錨桿推至眼底后繼續攪拌30s方可停止攪拌。停止攪拌后等待一分鐘左右，利用風動扳手擰緊螺母，使錨桿具有一定的預緊力矩。用力矩扳手檢驗錨桿的預緊力矩不得低于320N·m。錨桿外露為螺母絲扣外10～40mm。

2)安裝幫錨桿

(1)用ZQS- 50/1.8S型氣動手持式錨桿鉆機安設幫錨桿，兩人一組進行操作，按設計角度及位置鉆幫眼。眼深為2350mm，誤差0～+30mm，錨桿孔實際鉆孔角度相對設計角度不得大于5°。鉆頭鉆到預定眼位后，收回錨桿機同時清除孔內的煤粉和泥漿。

(2)錨桿推至眼底后繼續攪拌30s后方可停止攪拌。停止攪拌后等待一分鐘左右，利用風動扳手擰緊螺母，用力矩扳手檢驗錨桿的預緊力矩，不得小于320N·m。

(3)撤出工作面迎頭人員、機具，進行下一循環。

3)安裝錨索

嚴格按照正規循環作業圖表規定安裝錨索，錨索間距為2 400mm，排距為1 600mm，錨索長度為9 000mm。

在現場施工時，根據實際地質條件變化，及時調整錨索的長度和縮短排、間距。

3 爆破施工工藝及流程

在巷道進行硐室水倉施工、過特殊地質構造段時采用鉆爆法施工。具體爆破方法如下。

3.1 爆破施工流程

過地質構造帶時，支護方式采用錨網+木棚聯合支護、短掘短支，每個循環進度縮短為0.8m，并增加錨索補強。當施工到曲線起點時，由測量人員標出曲線起點，給出曲線段施工中心線，按照施工中線向前掘進。

施工工藝流程：交接班→安全檢查→準備工作→鉆眼→裝藥→聯線→安全檢查→放炮→安全檢查→掛頂網、固定鋼帶→臨時支護→安裝頂部錨桿→出矸石(煤)→安全檢查→掛幫網→安裝幫錨桿→安裝錨索(進行下一循環作業)。

3.2 爆破方式

(1)該掘進工作面必須使用安全等級為三級的煤礦許用乳化炸藥和煤礦許用毫秒延期電雷管。

(2)掏槽方式為斜眼掏槽法。

(3)裝藥結構：正向裝藥結構。

(4)起爆方式：起爆使用FD- 200型發爆器，一次裝藥全斷面一次起爆，聯線方式為串聯聯線。

3.3 技術要求

(1)掏槽眼采用斜眼掏槽。

(2)嚴禁反向裝藥、不偶合裝藥。

(3)爆破工必須依照爆破說明書進行爆破作業。

(4)實際施工過程中，根據煤質及巖石硬度系數變化，及時調整爆破說明書相關參數。

4 爆破法施工工藝

4.1 濕式打眼

打眼前，首先對距工作面20m范圍巷道內灑水降塵，然后由班長利用長度不小于2.5m的長柄工具站在有效支護安全區認真進行敲幫問頂并及時處理活矸、活炭；有頂板離層等異常情況時，要及時采取措施；待確認安全后，班長、打眼工方可根據爆破說明書點好眼位、打眼的角度和深度，打完眼后，驗收員檢查鉆眼質量是否符合規定，否則重新打眼。

4.2 裝藥

先將引藥的雷管腳線放開(放一個裝一個)，清除炮眼內的煤粉或巖粉后，按照規定的裝藥結構和裝藥數量，在眼口內排列好，然后一人一手捏住腳線頭，另一手用木質炮棍輕輕將藥卷送入眼內，使彼此密接，然后送入黏土炮泥，輕搗封嚴，再送入水炮泥，水泡泥外剩余的炮眼部分應用黏土炮泥封實。嚴禁用煤粉、塊狀材料或其他可燃性材料作炮眼封泥。無封泥、封泥不足或不實的炮眼嚴禁爆破。裝藥后，必須把電雷管腳線懸空，嚴禁電雷管腳線、爆破母線與運輸設備、電氣設備以及采掘機械等導電體相接觸。(注：要始終提住腳線，以免捅破，最后將外露腳線繞成圈，置于眼口)

4.3 爆破

(1)爆破前必須打開爆破噴霧，并沖洗工作面20m以內的巷道，嚴禁煤塵積聚或超限情況下爆破作業[1]。

(2)爆破母線懸掛長度：煤巷直線段不得少于100m(巖巷不少于150m)，煤巷轉彎不得少于75m(巖巷不少于100m)。

(3)爆破前，班組長必須親自派專人在可能進入爆破地點的所有通路上設置警戒，警戒線處要設置警戒牌。

(4)爆破前，班組長必須清點人數，匯報通風調度爆破地點的瓦斯濃度、頂板支護、煤塵情況，待確認無誤后，經通風調度同意，方可下達放炮命令。

(5)發爆器的鑰匙必須由爆破工本人隨身攜帶，嚴禁轉交他人。不到爆破通電時，不得將鑰匙插入發爆器內。

(6)爆破工接到命令后，必須發出爆破信號，大喊三聲“放炮了”，至少再等5s，確認無誤后方可爆破。

(7)一次裝藥必須全斷面一次起爆，當班裝藥的炮眼必須本班爆破完畢。

(8)爆破后待工作面的炮煙吹散，爆破工、瓦斯檢查工和班組長必須首先巡視爆破地點，檢查通風、瓦斯、煤塵、頂板、拒爆、殘爆等情況，如有危險情況立即處理。

(9)爆破母線應隨用隨掛，爆破后，必須將爆破母線從發爆器電源上摘下，并將其扭結成短路存放在指定位置。

(10)爆破后要沖洗工作面20m以內的巷幫。

5 結論

3-邊角061運輸巷道施工中在一般條件下采用機掘施工，遇到特殊地質條件下采用爆破施工工藝遇到特殊地質條件，為保障掘進工作面過特殊地質條件提供了安全保障。