近距離煤層過巷掘進施工工藝研究

楊 濤

（霍州煤電集團呂梁山煤電有限公司方山店坪煤礦，山西 呂梁 033100）

1 概 述

店坪煤礦2022巷位于井田二采區東翼，主要擔負202工作面回采期間運輸任務。施工巷道東部、南部為實煤區，西部為采區大巷，分別為830回風巷、830軌道巷、830皮帶巷，巷道標高為+633m，與采區軌道巷、皮帶巷位于同一標高，回風巷標高為+631m。2022巷設計長度1530m，巷道斷面規格為寬×高=4.2×3.5m，施工巷道從830皮帶巷開口施工，沿5#煤層掘進，煤層平均厚度為3.5m，采用綜合機械化掘進施工工藝，開口掘進30m后與830軌道巷貫通，然后以7°仰角上山掘進，當掘進30m后揭露5#煤層頂底板時以近水平沿煤層掘進。

由于2022巷上山掘進與平巷掘進拐點位于830回風巷頂板上方，且兩巷層間距為2.1m，地測資料顯示，5#煤層直接底主要以炭質泥巖為主，平均厚度為4.2m，巖體穩定性差，2022巷在回風巷上方掘進時屬近距離軟巖煤層掘進，若不采取合理有效的掘進、支護工藝及安全措施，很容易發生冒頂事故。

2 掘進施工工藝

為了防止過巷期間采用機械化掘進一次性成巷施工工藝時發生回風巷頂板垮落，決定采用分層爆破法進行過巷掘進。

（1）2022巷上山掘進到設計位置后，及時調整巷道傾角，確保巷道沿5#煤層頂底板平行掘進，巷道松動爆破施工時將巷道斷面分兩層，上分層采用光面爆破施工工藝，下分層采用松動爆破施工工藝。

（2）上分層巷道斷面規格為寬×高=4.2×2.0m，斷面內共布置4個掏槽眼、6個輔助眼、12個周邊眼。掏槽眼深度為1.2m，輔助眼及周邊眼深度為1.0m。每個炮眼填裝一支礦用乳化炸藥，裝藥量為300g，采用1#、3#、5#毫秒延期電雷管，延期時間為130ms，每個炮孔必須采用水泡泥進行封孔，封孔長度不得低于0.5m。

（3）上斷面光面爆破后及時清理巷道煤矸石，并補打頂板永久支護，過巷時采用P-60B型耙巖機進行出煤。

（4）上分層巷道掘進、支護到位后，對下分層進行松動爆破起底，起底深度為1.5m。過巷段共計施工5排松動爆破眼，炮眼深度為0.8m，每排布置4個，松動爆破孔間距為1.5m，排距為1.0m。每個炮孔內填裝一支乳化炸藥，并對炮孔進行封孔，每次允許爆破炮眼數量不得超過5個。

（5）松動爆破起底后及時清理巷道內煤矸石，然后人工采用洋鎬、風鎬修理巷道規格，直至符合巷道設計斷面。過巷期間嚴禁空頂作業，每茬掘進進度不得大于1.0m。

3 過巷期間綜合安全措施

為了保證過巷期間830回風巷頂板安全，在830回風巷架設密集工字鋼棚，在2022巷底板鋪設密集“π”型工字鋼梁并澆筑，對煤層較薄處進行注漿加固。

3.1 注漿加固

（1）為了提高2022巷過巷期間與830回風巷之間巖層穩定性，決定對該處巖層施工注漿進行加固，注漿材料采用馬麗散與催化劑混合液，加固巖層長度為4.5m，寬度為4.2m，厚度為2.1m。

（2）加固巖體處施工三排注漿孔，每排布置2個，鉆孔間距×排距=2.0×2.0m，鉆孔深度為2.0m。為了保證注漿效果，鉆孔由回風巷向2022巷方向施工。

（3）注漿鉆孔施工完后，采用高壓注漿泵依次向鉆孔內注射馬麗散漿液，注漿壓力不得低于1.5MPa。

3.2 鋪設工字鋼梁并澆筑

（1）鋪設加長工字鋼梁前對2022巷過巷段底板進行起底施工，起底規格為長×寬×深=6.0×4.2×0.3m，起底后及時清理煤矸石并確保起底面平整。

（2）2022巷起底后，在起底面密集鋪設一排工字鋼梁，鋼梁長度為6.0m，每根鋼梁兩端焊制兩個直接為30mm圓孔，孔間距為2.0m。鋼梁沿巷道走向方向鋪設，鋼梁間距為0.2m，共計鋪設鋼梁14根，鋼梁兩端采用兩根長度為4.2m錨索進行串拉，確保鋼梁連接成整體。

（3）鋼梁鋪設后對起底處采用混凝土進行澆筑，澆筑深度為0.3m，澆筑后確保澆筑面與2022巷設計底板面齊平。

3.3 架設密集“π”型工字鋼棚

（1）為了進一步提高過巷段830回風巷頂板穩定性，待2022巷底板鋼梁鋪設后，在830回風巷內架設一排密集工字鋼棚。

（2）“π”型鋼棚主要由“π”型頂梁、棚腿組成，頂梁長度為4.5m，棚腿長度為3.5m，棚腿及頂梁由U29型鋼梁制成。

（3）鋼棚架設間距為0.5m，從過巷前1.0m處開始架棚，直至過巷后1.0m停止架棚，830回風巷內共計架設11架鋼棚。

（4）為了保證鋼棚架設穩定性，鋼棚架設時采用兩組錨桿分別將棚腿與巷幫固定，鋼棚架設后在相鄰兩架鋼棚之間采用三組拉桿進行連接，同時在鋼棚與巷幫及頂間隙處填塞水泥背板，確保鋼棚支護效果，如圖1所示。

圖1 2022巷近距離煤層過巷期間支護斷面示意圖

4 結 語

方山店坪煤礦在2022巷過830回風巷時采用分層爆破施工工藝，并對兩巷間煤層較薄處采取注漿、鋪設工字鋼梁并澆筑以及架設密集“π型”工字鋼棚等聯合措施。實際應用效果表明，采取合理有效的過巷施工工藝及支護措施后，實現了近距離煤層安全快速過巷掘進。通過后期對830回風巷過巷段頂板觀察發現，頂板未出現下沉、破碎現象，提高了巷道過巷掘進效率及施工安全，為同類型巷道掘進提供了實踐依據。